双加压法稀硝酸装置生产异常状况及处理

程川川

（中国平煤神马集团尼龙科技有限公司，河南平顶山 467000）

0 引 言

中国平煤神马集团尼龙科技有限公司（简称神马尼龙科技公司）270kt／a稀硝酸（浓度63.5%）装置采用双加压法稀硝酸生产工艺，由赛鼎工程有限公司设计（EPC），自2015年底投运以来，生产中出现不少问题，截至2019年底先后停车29次，其中，计划停车11次，非计划停车18次。多年来，神马尼龙科技公司不断解决生产中出现的问题，同时也积累了不少的经验，现稀硝酸装置已转入长周期、稳定运行阶段。为了能更好地减少生产异常、保持正常生产，以下对近年来发生的典型生产异常状况及其处理措施作一总结。

1 停车情况统计

神马尼龙科技公司2015年底稀硝酸装置投运以来的开停车记录见表1。可以看出：开车以来，18次的紧急停车中，工艺事故停车5次、占比17%，设备事故停车11次、占比38%，设备事故停车占比较高。

表1 稀硝酸装置开停车记录

2 设备事故停车及处理

2.1 反应器进口处法兰垫片损坏而致停车

2016年11月28日18：27，氨转化还原反应器（R102）进口处法兰出现啸叫；当日18：40，现场进行法兰紧固，啸叫声减小；当日20：25啸叫声再次增大，现场再次进行法兰紧固，紧固后氮氧化物仍有泄漏，考虑到法兰金属缠绕垫的V型薄钢带与填充料压实后可能已经出现变形和损坏，同时为防止高温气流对法兰面造成破坏，车间决定停车处理。

处理措施：停车后对氨转化还原反应器进口处法兰垫片进行更换，同时在开车时安排热紧，处理后生产正常；此后，为防止类似事故再次发生而造成不必要的停车，车间先后在计划停车期间分别对尾气预热器（E110）、氨转化还原反应器（R102）出口、尾气透平（C103）进口等处的垫片进行了更换，迄今再未出现过类似问题。

2.2 氧化炉B氢气管堵塞而致停车

2018年4月18日，氧化炉B（R101B）更换第4套铂网，并于当日17：15开车点火，大氢管手阀打开后发现氧化炉B点火大氢管不能引燃，经过多次尝试，并进行反吹测试，确定氧化炉B大氢管堵塞；4月19日上午打开氧化炉B大盖进行检查，发现大氢管接头和连接器处堵塞；随后取样分析堵塞物为铁氧化物。分析认为，该堵塞部位中心孔径φ15mm，由于系统原始开车时氢气管线吹扫不彻底，造成大的焊渣等杂质随气流进入氢气管线，后期由于大氢管线上阀门内漏，造成氧化炉部分气氨顺着氢气管线外泄，并与杂质在联接器附近发生反应聚结成块而堵塞大氢管，导致无法进行氢气点火。

处理措施：停车后切除堵塞段（要注意切除前臂管与铂网之间的距离，避免因安装尺寸过小导致大氢管旋转后损坏铂网），更换堵塞管线后，开车正常。

2.3 喷水减温器堵塞而致紧急停车

2018年4月21日05：30，主控发现蒸汽过热段温度（TRCA-133）持续上涨，现场人员随即联系仪表人员对TRCA-133进行校对，校对后确认该仪表及相关调节阀阀位正常，而后TRCA-133仍持续上涨，且氧化炉B（R101B）温度也同步持续上涨，现场打开蒸汽过热段温度调节阀（TV-133）旁路，R101B温度不见下降。

处理措施：据上述现象判断为R101B的喷水减温器出现了问题，为确保系统安全、稳定运行，车间决定立即停车，停车后对喷水减温器喷头进行清理，发现有焊渣堵塞喷头，清理后开车正常。喷水减温器对蒸汽过热器后高压蒸汽温度的调节具有重要意义，而喷水减温器喷嘴遇到大颗粒杂质很容易被堵塞，因此今后计划停车期间应重点对其进行检修与排查。

2.4 吸收塔排氯管线泄漏而致停车

2019年1月14日，吸收塔第4层排氯管线突然泄漏，由于泄漏量大，带压堵漏难度较大，同时为了防止稀硝酸对设备和管线造成腐蚀，车间决定立即停车处理。停车后对第4层排氯管线进行检查，发现漏点在管卡处，该管卡与排氯管线因长期振动摩擦而磨损，最终出现泄漏。

处理措施：停车后对排氯管线的管卡进行加垫、紧固，同时消除管线共振，处理后至今运行正常；此后，在计划停车更换铂网期间对所有排氯管线进行统一更换，增加排氯管线根部阀，迄今再未发生过排氯管线泄漏。

2.5 空气过滤室三级滤芯压差高而致停车

2019年3月20日，空气过滤器（F102）压差突然持续升高，最高达到1.6kPa。稀硝酸装置空气过滤室设三级过滤，一、二级为滤袋式过滤，第三级为箱体式过滤，空气过滤室压差增高，过滤效率降低，空气压缩机进口阻力增大，对F102的一、二、三级压差进行测量，发现第三级滤芯压差接近1.2kPa。分析认为，空气中颗粒物多，空气量又大，造成F102滤芯负荷增大、压差增高，加之F102长时间运行，滤芯长时间使用，过滤效率逐渐降低，造成第三级滤芯堵塞而致系统压差升高。

处理措施：为防止第三级滤芯因阻力增大破损而被吸入空气压缩机，危及机组安全运行，车间决定立即停车处理，停车后更换F102的一、二、三级滤芯，系统重启后F102压差恢复正常；此后，制定滤芯更换专项计划，防止正常生产中再次出现类似事件而造成不必要的停车。

2.6 空气压缩机轴承温度过高而致停车

2019年12月19日，空气压缩机（C101）排气侧支撑轴承温度持续升高且波动较大，波动值最大达15℃左右，轴承温度偏离正常值30℃左右且达报警值，即将达到联锁跳车值，轴承温度长期过高使其润滑效果降低，易造成润滑油积炭，导致轴及轴瓦磨损，有重大安全隐患。经分析，C101轴承温度持续升高是轴瓦积炭所致，轴温升高又加剧轴瓦积炭，形成恶性循环。

处理措施：为保证空气压缩机与系统的安全，车间决定立即停车处理，停车后对C101轴承刮瓦，并检查机组其他轴承，处理后，C101运行正常；此后，要求C101运行过程中密切关注润滑油温度，防止润滑油温度过高或剧烈波动而造成轴瓦积炭。

2.7 吸收塔盘管泄漏而致异常停车

2020年5月2日11：00，密闭循环水系统压力异常升高，由0.47MPa突然增至0.70MPa，密闭循环水流量异常波动，氨压出现同步增高，因怀疑是阀门故障，现场人员立即安排仪表人员对密闭循环水压力调节阀（PV107）进行调校，仪表调校后正常，现场随即切换密闭循环水泵，切换后密闭循环水系统压力及流量仍大幅波动；当日11：45左右，密闭循环水系统安全阀启跳，通过对安全阀启跳泄漏的密闭循环水进行pH检测，呈酸性，判定是吸收塔盘管发生了泄漏；当日11：50，氨压波动导致氨空比高高联锁跳车。

处理措施：停车后，排净吸收塔底部的硝酸，先启动工艺水泵小流量进行塔体降温，之后打开吸收塔上、中、下人孔，在底部人孔架设风机向外鼓风，在吸收塔中部和上部人孔架设风机向内鼓风，降温约48h后，取样分析合格，人员进塔检查，发现吸收塔第16层盘管腐蚀断裂，随即进行临时封堵，经过5d的处理（包括吸收塔筛板、盘管检查及后期每层塔板的人孔复位等），重启后密闭循环水系统压力恢复正常。

3 工艺事故停车（含联锁跳车）及处理

3.1 气氨流量波动达氨空比联锁值而致停车

2016年1月24日17：12，气氨流量计导压管堵塞，导致气氨流量不稳，氨空比剧烈波动达联锁值而致跳车。分析认为，稀硝酸装置初次投入运行，管道吹扫不彻底，造成管道内有杂质存在，再加上前期氨空比波动较大，主控人员判断错误，误以为是氨过热器（E103）气氨温度低引起气氨带液，于是对进入E103的气氨温度进行了人为干预调节，致使氨系统出现温压紊乱，从而加剧了氨空比的波动，最终导致系统跳车。

处理措施：停车后，对氨系统进行彻底吹扫和清理，同时加强操作人员应对氨系统异常情况的培训，重启后系统运行正常。

3.2 氨过热器出口气氨温度低低联锁跳车

2016年4月5日16：00，氨过热器（E103）出口气氨温度（TIA-135）低低联锁跳车，由于TIA-135温度过低，造成气氨带液，带液气氨进入氧化炉，造成氧化炉炉温大幅波动。经认真排查，确认是因为E103低压蒸汽温度调节阀（TV-122）后疏水器卡死而造成积液，低压蒸汽量严重不足而致E103出口气氨温度 （TRCA-122）过低，触发TIA-135低低联锁跳车。

处理措施：停车后对E103低压蒸汽温度调节阀（TV-122）后疏水器进行更换，对TV-122加装阀后就地导淋，重启后系统运行正常，再未出现过类似问题。

3.3 SIS联锁停车

2018年5月13日22：25，锅炉水流量（FISA-116）过低造成SIS联锁跳车。经排查，是因为热电锅炉跳车造成界外高压蒸汽管网压力瞬间降低，由于外送阀自调跟踪不及时，稀硝酸装置高压蒸汽压力瞬间降低，使气液分离器（D109）蒸汽外送突然增大，锅炉内发生了闪蒸现象，锅炉水流量突然降低，FISA-116瞬时过低而致SIS联锁跳车。

处理措施：停车后通过与公司外管网管理部门进行沟通协商，要求其在外管网出现异常操作和蒸汽管网压力波动时要及时告知，以便稀硝酸装置及时进行跟踪调节，重启后系统运行正常。

3.4 尾气透平进气侧轴振值达联锁值而致停车

2018年11月13日10：36，检修人员在检修尾气透平期间，因未做好安全防护（未对尾气透平的仪表线进行安全隔离），且检修过程中对该仪表线踩踏，触发尾气透平进气侧轴振值（VT-6301X）瞬时达到（高高）联锁值，造成四合一机组跳车。

处理措施：停车后，对尾气透平的仪表线进行安全隔离，紧固仪表，并对延时联锁进行修改——将延时联锁由1s修改为3s，重启后四合一机组运行正常。

4 晃电事故

2016年10月15日15：55，突发晃电，工艺人员发现锅炉水循环泵（P102A）停运，随即启动备用泵P102B，但在备用泵启动后锅炉水流量低低联锁动作，造成系统联锁跳车。经分析，发生晃电后，备用泵P102B启动，启动后因锅炉水流量低低联锁延时时间较短（延时3s），造成锅炉水流量低低联锁跳车。

处理措施：停车后，在保证锅炉系统安全、稳定运行的前提下，结合设计院提供的相关参数，修改锅炉水流量低低联锁延时时长，经多次联锁调试，将锅炉水流量低低联锁延时时长调整为5s，系统正常开车，之后再未出现过类似的联锁跳车事故。

5 结束语

神马尼龙科技公司270kt／a稀硝酸装置2015年底开车以来，从试车至性能考核结束，仪表及SIS方面的问题基本暴露完毕且已基本得到解决，但后期运行中设备、工艺方面各种异常状况较为突出，特别是设备方面暴露出的问题较多，这是稀硝酸装置未能实现长周期、稳定运行的症结所在，这也就提醒我们设备的定期检修及日常维护是至关重要的：应根据开车以来各类设备故障，分设备建立“一台一档”，据各类设备历年的运行、检修记录，科学合理地安排检修计划，把重要设备（如稀硝酸泵、锅炉水循环泵、锅炉给水泵、机组油泵等）的检修安排在计划停车期间进行，避免因设备问题而导致的停车事故；此外，如空滤室内三级滤芯，由于不同地区的环境差异（空气质量有所不同），各装置应结合自身特点科学合理地安排滤芯的更换时间，并尽量安排在计划停车期间，以减少停车次数。只要做好了上述各方面的工作，并抓好日常操作维护管理及工艺优化等，就能有效避免类似事故的发生，实现稀硝酸装置的安全、稳定运行。