磁性浮子液位计满负荷运行存在的问题及对策探究
返回列表发布日期：2019-11-05 17:04:03 |
摘要：一般磁性浮子液位计在超越负荷的工作情况较多。因为部件、汽提效率、转化率等环节的影响，导致系统的技术操作条件容易恶化，该磁性浮子液位计很不牢固，只可以维持运行，从而加大了装置的蒸汽消耗和氨消耗。文章结合实际情况，针对满负荷运行的问题进行了探讨，并提出了解决对策，以期实现操作的优化，提升转化率与汽提效果。
引言
青海云天化国际化肥有限公司是一家年产氨40 万吨、尿素60 万吨的大规模化肥生产公司。磁性浮子液位计运用的是斯塔米卡邦二氧化碳汽提制造技术。从2009 年11 月开始生产以后，已制造了370 多万吨尿素。从2018 年10 月以来，装置始终在高负载或者超过负载进行工作。然而，在一段内，因为不断负载达到满负载的115%，装置经历了多次大的变化。为了防患于未然，对造成变化的原因开展了认真分析，归纳了经验，给稳定制造提供了安全的保证。
1 某磁性浮子液位计满负荷运行情况
2018 年10 月至2019 年3 月满负载工作期间，主要出现的问题如下所述。
1.1 合成塔CO2转化率下降
塔内CO2 转化率减少，加大了装置的分解和回收负载。当装置负载增加到115％，因为材料在装置塔内留滞时间缩短，若氨碳比和水碳比不匹配，CO2 转换率将大幅下降，大幅度加大了装置负荷，让系统不能正常工作。
1.2 低压回收不能正常工作
回收负载被移除并向后移动，这让低压回收不能正常工作。因为待分解回收材料的增加，与之CO2 转换的降低，分解回收的负载进一步增加，造成后系统分解热量无法提高，从而将分解回收的负载转移到低压，更加加大了低压装置的回收负载[1]。此外，蒸汽消耗过高，出现低压蒸汽放空的问题，导致资源存在浪费的情况，也提高了装置的能耗。
1.3 设备与管道腐蚀问题
在满负荷运行时，将系统加空气的量设置的低于可接受的标准，导致系统内的空气含量不够，使得钝化膜被破坏，进而导致设备与管道腐蚀。
2 磁性浮子液位计满负荷运行问题的原因分析
2.1 氨耗高
(1) 高负载工作时，因为低压装置部件和高压氨基甲酸铵泵本身存在问题，让泵检效果差，现场解决时间有些长，为预防回流溶液的浓度比较高导致系统结晶淤堵和低压装置运行情况恶化，导致氨消耗加大。
(2) 因为装置过载工作，合成装置中的防腐空气量加大，导致合成装置和4bar 吸收塔的废气排放加大。因为存在着惰性气体，引起CO2 的转换降低。若该装置以115% 负荷工作，其自身物料在塔中的留滞时间减少，这影响了CO2 的转换。此外，CO2的低纯度导致高压装置中惰性气体含量的加大。惰性气体填充了反应器的一些空间。在恒定运行不变的条件下，惰性气体的压力加大，对应地NH3 的分压降低，导致CO2 降低转化率。
(3) 考虑到机组的具体工作情况，并为了不影响低压装置超压引起的蒸发装置真空度，把常压吸收塔里面的放空线路的管径从原设计的DN50 变成DN100，加大了常压吸收塔的废气放空量和氨消耗量。
2.2 系统内加氧量不足
由于CO2 气提法的汽提塔内工作环境较差，物料在其中一般只停留较短的实践。所以，一旦钝化膜出现腐蚀问题，也很难进行修复工作，导致系统停产。所以说，CO2 气提法需要高标准管控系统的加氧量。
2.3 低压及后系统工况分析
(1) 因为低压气相管道仅有一根伴热管，造成伴热效果不好，低压气相管道往往产生结晶和低压超压。
(2) 低压氨基甲酸铵冷却器液体位置设计指标大约是为50%。因为低压装置组成异常，低压液体位置管理比较高，导致气相液体夹带非常严重，且气相管道保温装置没有符合规定要求，导致气相氨基甲酸铵液体夹带结晶堵住管线。
(3) 通过进行同类型设备的比较，低压调温水装置板式换热器的设计换热为124m2 的面积，而我厂板式换热器的换热仅为8m2 的面积，因为它的换热面积不合格，无法把热量从低压系统中带走，低压系统无法充分吸收氨与二氧化碳，造成低压超压。
3 磁性浮子液位计满负荷运行的改进对策
3.1 氨含量高采取的措施
(1) 改革操作，管理添加到装置中的防腐空气量，加大二氧化碳装置中含氧量分解的次数，并将含氧量控制在技术范围内。降低高压洗涤部件排气阀的开启程度，降低氨损耗[2]。
(2) 系统工作时，禁止把解吸转换到烟囱。低压甲基铵冷凝部件液位槽的成分分析从2h 取样一次改成1h 取样一次。当这个部件的成分出现改变的时候，应该及时开展调整。
(3) 加大低压运行。当低压装置超压时，就必须即刻查明原委。一定不能把低压排气直接放入排气筒里。
(4) 在4bar 吸收塔进料泵规格不变之前，采用两个泵工作模式，管理它在技术标准中的吸收能力，以确保惰性气体中附带着的氨可以被吸收，同时降低氨排空能力，降低每吨尿素的氨消耗。
3.2 汽提塔温度调节
(1) 逐渐关闭汽提塔出口调节阀LIC2202，以缓慢增加汽提塔液位。
(2) 当汽提塔液体位置上升、以及它的出口温度出现下降情况时，将高压蒸汽管道的压力调整到1.9MPa。
(3) 当汽提塔顶端的温度TI2211 不断降低，接近或与合成塔出来的液体温度TI2209 相同时( 这个时候的温度约为186℃)，这说明汽提塔蓄液冷却程序环节完成。
(4) 结合调度与合成环节，不断打开汽提塔底部出口调整开关LIC2202 开展排放，而每一次开关开的程度不得大于2%是最好，以预防常压吸收塔因排放太快而充满液体也可能过载，确保后系统安全工作[3]。并且，还预防了因部件波动过大而导致的PI2201 气蚀和机器密封损坏等安全事故的出现。
(5) 控制生产负荷，尽可能避免满负荷运行的情况，将其设定在70% 至110% 之间。避免由于满负荷运行导致传热效率低，进而产品品质。也不要让负荷太低，避免合成液在汽提塔上的液位不符合要求，使得局部气提管过热，导致腐蚀情况的加剧。
3.3 优化水解解析操作
氨罐里浓度过高，水解塔的温度就达不到技术标准，应运用下面的办法。
(1) 确保第一段和第二段之间的蒸发压力差大于35kPa，加大二次分配装置里第一段和第二段中尿素溶液的流速，并最小化让尿素溶液在蒸发分离器第一段和第二段中的积聚，从而防止第一段和第二段蒸发时带走液体。
(2) 强化对具体工作者开展培训，确立氨泵换向办法。泵反转过程中，严禁引起氨泵进口安全开关超压。一旦发生超压现象，应根据工作事故办法进行解决[4]。当安全开关跳起后未返回阀座时，将在有机会停止时及时检查安全阀，并设计在2019年大维修的时候在这个安全开关前添加一个断开开关。当安全开关跳起后回不到阀座时，可以及时检修。
(3) 强化监控氨罐的浓度。当氨浓度和尿素浓度过高时，要马上查明原因。
4 结语
总之，分析了磁性浮子液位计满负荷工作中存在的问题，找出制约尿素高负载运行的关键，并提出相应的解决方案，达到尿素系统长时间满负载生产，达到生产标准。
引言
青海云天化国际化肥有限公司是一家年产氨40 万吨、尿素60 万吨的大规模化肥生产公司。磁性浮子液位计运用的是斯塔米卡邦二氧化碳汽提制造技术。从2009 年11 月开始生产以后，已制造了370 多万吨尿素。从2018 年10 月以来，装置始终在高负载或者超过负载进行工作。然而，在一段内，因为不断负载达到满负载的115%，装置经历了多次大的变化。为了防患于未然，对造成变化的原因开展了认真分析，归纳了经验，给稳定制造提供了安全的保证。
1 某磁性浮子液位计满负荷运行情况
2018 年10 月至2019 年3 月满负载工作期间，主要出现的问题如下所述。
1.1 合成塔CO2转化率下降
塔内CO2 转化率减少，加大了装置的分解和回收负载。当装置负载增加到115％，因为材料在装置塔内留滞时间缩短，若氨碳比和水碳比不匹配，CO2 转换率将大幅下降，大幅度加大了装置负荷，让系统不能正常工作。
1.2 低压回收不能正常工作
回收负载被移除并向后移动，这让低压回收不能正常工作。因为待分解回收材料的增加，与之CO2 转换的降低，分解回收的负载进一步增加，造成后系统分解热量无法提高，从而将分解回收的负载转移到低压，更加加大了低压装置的回收负载[1]。此外，蒸汽消耗过高，出现低压蒸汽放空的问题，导致资源存在浪费的情况，也提高了装置的能耗。
1.3 设备与管道腐蚀问题
在满负荷运行时，将系统加空气的量设置的低于可接受的标准，导致系统内的空气含量不够，使得钝化膜被破坏，进而导致设备与管道腐蚀。
2 磁性浮子液位计满负荷运行问题的原因分析
2.1 氨耗高
(1) 高负载工作时，因为低压装置部件和高压氨基甲酸铵泵本身存在问题，让泵检效果差，现场解决时间有些长，为预防回流溶液的浓度比较高导致系统结晶淤堵和低压装置运行情况恶化，导致氨消耗加大。
(2) 因为装置过载工作，合成装置中的防腐空气量加大，导致合成装置和4bar 吸收塔的废气排放加大。因为存在着惰性气体，引起CO2 的转换降低。若该装置以115% 负荷工作，其自身物料在塔中的留滞时间减少，这影响了CO2 的转换。此外，CO2的低纯度导致高压装置中惰性气体含量的加大。惰性气体填充了反应器的一些空间。在恒定运行不变的条件下，惰性气体的压力加大，对应地NH3 的分压降低，导致CO2 降低转化率。
(3) 考虑到机组的具体工作情况，并为了不影响低压装置超压引起的蒸发装置真空度，把常压吸收塔里面的放空线路的管径从原设计的DN50 变成DN100，加大了常压吸收塔的废气放空量和氨消耗量。
2.2 系统内加氧量不足
由于CO2 气提法的汽提塔内工作环境较差，物料在其中一般只停留较短的实践。所以，一旦钝化膜出现腐蚀问题，也很难进行修复工作，导致系统停产。所以说，CO2 气提法需要高标准管控系统的加氧量。
2.3 低压及后系统工况分析
(1) 因为低压气相管道仅有一根伴热管，造成伴热效果不好，低压气相管道往往产生结晶和低压超压。
(2) 低压氨基甲酸铵冷却器液体位置设计指标大约是为50%。因为低压装置组成异常，低压液体位置管理比较高，导致气相液体夹带非常严重，且气相管道保温装置没有符合规定要求，导致气相氨基甲酸铵液体夹带结晶堵住管线。
(3) 通过进行同类型设备的比较，低压调温水装置板式换热器的设计换热为124m2 的面积，而我厂板式换热器的换热仅为8m2 的面积，因为它的换热面积不合格，无法把热量从低压系统中带走，低压系统无法充分吸收氨与二氧化碳，造成低压超压。
3 磁性浮子液位计满负荷运行的改进对策
3.1 氨含量高采取的措施
(1) 改革操作，管理添加到装置中的防腐空气量，加大二氧化碳装置中含氧量分解的次数，并将含氧量控制在技术范围内。降低高压洗涤部件排气阀的开启程度，降低氨损耗[2]。
(2) 系统工作时，禁止把解吸转换到烟囱。低压甲基铵冷凝部件液位槽的成分分析从2h 取样一次改成1h 取样一次。当这个部件的成分出现改变的时候，应该及时开展调整。
(3) 加大低压运行。当低压装置超压时，就必须即刻查明原委。一定不能把低压排气直接放入排气筒里。
(4) 在4bar 吸收塔进料泵规格不变之前，采用两个泵工作模式，管理它在技术标准中的吸收能力，以确保惰性气体中附带着的氨可以被吸收，同时降低氨排空能力，降低每吨尿素的氨消耗。
3.2 汽提塔温度调节
(1) 逐渐关闭汽提塔出口调节阀LIC2202，以缓慢增加汽提塔液位。
(2) 当汽提塔液体位置上升、以及它的出口温度出现下降情况时，将高压蒸汽管道的压力调整到1.9MPa。
(3) 当汽提塔顶端的温度TI2211 不断降低，接近或与合成塔出来的液体温度TI2209 相同时( 这个时候的温度约为186℃)，这说明汽提塔蓄液冷却程序环节完成。
(4) 结合调度与合成环节，不断打开汽提塔底部出口调整开关LIC2202 开展排放，而每一次开关开的程度不得大于2%是最好，以预防常压吸收塔因排放太快而充满液体也可能过载，确保后系统安全工作[3]。并且，还预防了因部件波动过大而导致的PI2201 气蚀和机器密封损坏等安全事故的出现。
(5) 控制生产负荷，尽可能避免满负荷运行的情况，将其设定在70% 至110% 之间。避免由于满负荷运行导致传热效率低，进而产品品质。也不要让负荷太低，避免合成液在汽提塔上的液位不符合要求，使得局部气提管过热，导致腐蚀情况的加剧。
3.3 优化水解解析操作
氨罐里浓度过高，水解塔的温度就达不到技术标准，应运用下面的办法。
(1) 确保第一段和第二段之间的蒸发压力差大于35kPa，加大二次分配装置里第一段和第二段中尿素溶液的流速，并最小化让尿素溶液在蒸发分离器第一段和第二段中的积聚，从而防止第一段和第二段蒸发时带走液体。
(2) 强化对具体工作者开展培训，确立氨泵换向办法。泵反转过程中，严禁引起氨泵进口安全开关超压。一旦发生超压现象，应根据工作事故办法进行解决[4]。当安全开关跳起后未返回阀座时，将在有机会停止时及时检查安全阀，并设计在2019年大维修的时候在这个安全开关前添加一个断开开关。当安全开关跳起后回不到阀座时，可以及时检修。
(3) 强化监控氨罐的浓度。当氨浓度和尿素浓度过高时，要马上查明原因。
4 结语
总之，分析了磁性浮子液位计满负荷工作中存在的问题，找出制约尿素高负载运行的关键，并提出相应的解决方案，达到尿素系统长时间满负载生产，达到生产标准。