循环水系统运行中存在的问题及改造措施

３４　化肥工业　第４３卷第６期　

循环水系统运行中存在的问题及改造措施　

谭晓龙，刘宁娟　（青海盐湖工业股份有限公司化工分公司　青海格尔木８１６０００）　

摘　要　由于循环水系统运行不稳定，造成尿素装置蒸发系统真空度迭不到工艺指标要求、蒸发表冷器封头垫片　大量损坏、流量计中节流小孔经常被堵塞，严重影响了尿素装置的稳定运行和产品质量。针对存在的问题采取了一系　列整改措施，尿素装置再未出现因循环水问题而导致高压系统减量运行、低压系统超压、蒸发系统停车的事故。　关键词尿素循环水改造措施　中图分类号：ＴＱ４４１．４１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—７７７９（２０１６）０６—００３４－０２　

Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　Ｗａｔｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　

ＴＡＮ　Ｘｉａｏｌｏｎｇ，ＬＩＵ　Ｎｉｎｇｊｕａｎ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｂｒａｎｃｈ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｈａｉ　Ｓａｌｔ　Ｌａｋｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．　Ｑｉｎｇｈａｉ　Ｇｏｌｍｕｄ　８　１　６０００）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｕｎｓｔａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ，ｖａｃｕｕｍ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｕｒｅａ　ｕｎｉｔ　ｄｏｅｓ　ｎｏｔ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎｄｅｘ，ｃｏｏｌｅｒ　ｈｅａｄ　ｇａｓｋｅｔ　

ｏｆ　ｅｖａｐｏｒｉｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ｄａｍａｇｅｄ　ｉｎ　ｌａｒｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ，ａｎｄ　ｔｈｒｏｔｔｌｅ　ｏｒｉｆｉｃｅ　ｏｆ　ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ｂｌｏｃｋｅｄ　ｖｅｒｙ　ｏｆｔｅｎ，　ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｒｅａ　ｕｎｉｔ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔ．Ｉｎ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　

ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｔａｋｅｎ，ｅｖｅｒ　ｓｉｎｃｅ　ｎｏ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｏｆ　ｕｒｅａ　ｕｎｉｔ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ａｐｐｅａｒｓ　ａｇａｉｎ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｏ　ｒｕｎ　ｉｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，　

ｅｘｃｅｓｓ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｈｕｔｄｏｗｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｕｒｅａ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅ　

青海盐湖工业股份有限公司化工分公司化肥　厂（以下简称青海盐湖化肥厂）３３０　ｋＶａ尿素装置　采用Ｓｔａｍｉｃａｒｂｏｎ公司的二氧化碳汽提法生产技　

术，设计生产能力为１　０００　ｔ／ｄ小颗粒尿素。来自　动力车间的循环水与尿素装置１１台冷却器中的　

工艺介质进行热交换，保证了尿素装置温度、压力　处于正常运行工况。循环水设计参数见表１。　

表ｌ循环水设计参数　

项目　设计值　

设计压力／ＭＰａ　设计温度／℃　设计浊度／（ｍｇ・Ｌ　）　氯离子／（ｍｇ・Ｌ　）　污垢系数／（ｎｌ　・Ｋ・Ｗ　）　流量／（１３３　・ｈＩ１）　１　运行中存在的问题及原因分析　

１．１运行中存在的问题　（１）自２０１２年试车以来，曾多次出现循环　

水压力过低的问题，位于尿素框架七楼的吸收塔　塔底冷却器工艺侧的工艺介质温度无法降低，该　

工艺液无法将常压吸收塔内的氨和二氧化碳吸收　

完全，造成低压系统超压，从而使蒸发系统真空度　

达不到工艺指标要求，尿素产品的含水量增大。　

（２）２０１３年ｌ２月１０日，由于合成氨装置循　

环水用量增大，造成尿素装置循环水量不足，蒸发　

系统３台表冷器缺循环水，蒸发系统因压力超过　

１５０　ｋＰａ而无法正常运行，高压系统减负荷运行，　

蒸发系统短停。　

（３）尿素装置中的循环水流量计（阿牛巴流　

作者简介：谭晓龙（１９８３一），男，助理工程师，现任青海盐湖工业股份有限公司化工分公司化肥厂一车间副主任；３１５７９０８３０＠ｑｑ．ｃｏｒｎ。

　２０１６年１２月　谭晓龙等：循环水系统运行中存在的问题及改造措施　３５　

量计）显示不正常，影响对消耗的考核。　

（４）２０１２年至２０１３年，由于动力车间倒泵　造成回流冷凝器上封头垫片及３台蒸发表冷器封　

头垫片损坏多达２０次，同时也多次造成高压系统　

减负荷运行，蒸发系统停车。　１．２原因分析　（１）原设计尿素装置使用的循环水与氯乙　烯（ＶＣＭ）装置、合成氨装置、碳酸钾装置、空分装　

置及ＶＣＭ和聚氯乙烯（ＰＶＣ）冷冻站共用１根循　环水管线。对于尿素装置而言，由于框架高，对循　

环水的压力等级要求比较严格，一般设计压力为　

０．４　ＭＰａ。但动力车间循环水泵出口压力为　０．４　ＭＰａ，循环水经其他装置送至尿素装置时，其　

压力已降至０．３　ＭＰａ左右，无法满足工艺要求。　（２）在拆检尿素界区的循环水流量计时，发现　

循环水中所含细菌及藻类较多，阿牛巴流量计中节　

流小孔经常被堵塞，致使循环水流量显示不准确。　（３）来自动力车间的循环水经ＶＣＭ装置和　

合成氨装置后，无法到达尿素装置框架高处的冷　却器，致使管路中惰性气体无法排净。在进行倒　

泵而需２台泵同时运行时，由于流量增大，未排净　

的惰性气体被压缩，压力增大，从而将冷却器上最　薄弱的封头垫片冲开，迫使系统停车。　

２改造措施　

（１）通过对其他企业同类装置的考察，发现　与尿素装置配套的循环水系统均为单独设置，可　

以确保高质量的循环水送至相对较高的尿素框　架上。　青海盐湖化肥厂ＰＶＣ装置的循环水从尿素　装置的北面通过，且已改造为独立的循环水系统，　

原有的循环水系统出现闲置，因此，可以将该闲置　

的循环水管线引入尿素装置，既节省了改造费用，　又可使尿素装置的稳定运行得到极大改善。　原有尿素装置循环水系统设计的总流量为　

４　７９４　ｍ　／ｈ，ＣＯ　压缩机所需循环水流量包括压缩　机凝汽器冷却器１　４８７　ｍ　／ｈ和压缩机段问冷却　器（３台）４２５　ｍ　／ｈ，尿素装置所需循环水流量　

２　８８２　ｍ　／ｈ。原动力车间配置３台循环水泵向　

ＰＶＣ装置送水，每台泵打量１　６２０　ｍ　／ｈ，扬程　５１．２　ｍ。因尿素装置的ＣＯ　压缩机设置在合成氨　

装置中，所需循环水由合成氨管线提供，在循环水　泵２开１备的情况下，提供的循环水量完全可满　

足尿素装置的要求。　（２）将阿牛巴流量计改为不与介质接触的　

的超声波流量计，避免了循环水中夹带的杂物堵　

塞流量计节流装置。同时，当循环水系统压力变　送器显示不准或需检修时，以日常控制流量经验　

值作为操作依据，可保证系统稳定运行。　（３）吸收塔塔底换热器安装位置由框架七楼　

下移至五楼，即换热器位置下移了９　６００　ｍｍ。　

（４）在封头垫片容易损坏的回流冷凝器、一　段蒸发表冷器、二段蒸发表冷器上增设６只全压　

式高速排气阀，当动力车间倒泵时，可及时将尿素　装置水冷器中未排净的气体排出。　

（５）将循环水水质作为重点监测对象，当循　环水中杂质、藻类和微生物含量偏高时，及时通知　

动力车间进行处理。　

３　改造效果　

２０１４年５月，利用大检修机会对循环水系统　

上水管管网进行了改造，并在相关设备上配置全　压式高速排气阀。改造后经半年多的运行，彻底　

解决了循环水压力低和流量不足的瓶颈问题，尿　素装置低压系统超压、蒸发系统真空度达不到指　

标要求的问题得以解决；同时，加强巡检管理，设　

备封头垫片损坏事故得以解决，尿素产品水分含　量达到了优级品要求。改造后，再未出现因循环　

水问题而导致高压系统减量运行、低压系统超压、　蒸发系统停车的事故，为尿素装置实现“安、稳、　

长、满、优”的运行提供了保障。　

（收稿日期２０１５　０６．１６）　

（上接第１４页）　参考文献　［１］雷宏田．用火焰原子吸收光谱法测定镁合金中的锌［Ｊ］．汽　车工艺与材料，２０１０（８）：６１—６３．　［２］　张明祖，黎卫亮，覃路燕．火焰原子吸收光谱法快速测定矿　石中高含量的锌［Ｊ］．光谱实验室，２０１３（６）：３００９－３０１２．　［３］　周恺，孙宝莲，李波，等．火焰原子吸收光谱法测定红土镍　矿中锌［Ｊ］．冶金分析，２０１１（１０）：５７－６１．　

（收到修改稿日期２０１５—０８—１２）