安全管理論文探討安全水封在合成氨裝置脫硫工序中的應(yīng)用

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2、氨  脫硫  應(yīng)用在合成氨裝置中，脫硫是一道重要的工序，其主要作用是脫除半水煤氣中的硫化氫，脫硫后的半水煤氣送往壓縮工段，在該工序中，有一個(gè)核心設(shè)備為羅茨風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)不能進(jìn)行反轉(zhuǎn)，若反轉(zhuǎn)，則會(huì)損壞羅茨機(jī)，造成重大生產(chǎn)安全事故。在生產(chǎn)過(guò)程中，因壓縮機(jī)跳停導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)出口超壓跳停反轉(zhuǎn)的事故時(shí)有發(fā)生，如2004年9月6日，一合成氨廠因供電線路受雷擊，低壓部分跳電，壓縮機(jī)、2#、3#、4#羅茨風(fēng)機(jī)等設(shè)備跳停，壓縮機(jī)跳停后，由于1#、5#羅茨風(fēng)機(jī)未跳，繼續(xù)向后送氣，在風(fēng)機(jī)加壓過(guò)程中，出口壓力猛升，而跳停的羅茨風(fēng)機(jī)由于慣性還隨電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)風(fēng)機(jī)出口壓力不斷升高，迫使跳停后的，2#風(fēng)

3、機(jī)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)導(dǎo)致整臺(tái)風(fēng)機(jī)損壞，直接經(jīng)濟(jì)損失16萬(wàn)元。2005年3月20日，同樣有一臺(tái)蘿茨風(fēng)機(jī)受雷擊反轉(zhuǎn)導(dǎo)致?lián)p壞報(bào)廢損失14萬(wàn)元。本文就是結(jié)合筆者工作實(shí)際，針對(duì)脫硫工序羅茨風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)事故，作簡(jiǎn)略的探討。1 脫硫工藝流程簡(jiǎn)述在合成氨裝置中，濕式脫硫工序的主要工藝流程如下圖：主流程：來(lái)自氣柜的溫度約40、壓力約2.0kpa的半水煤氣，首先進(jìn)入靜電除焦油器水封，從水封處來(lái)的半水煤氣進(jìn)入靜電除焦油器底部，在此除去所含的部分粉塵、煤焦油等雜質(zhì)，從靜電除焦油器頂部出來(lái)除去部分含塵和焦油量的半水煤氣進(jìn)入靜電除焦油器出口水封，來(lái)出自靜電除焦油器水封的35、1.67kpa左右的半水煤氣進(jìn)入清洗冷卻塔下段，與

4、來(lái)自清洗冷卻塔上段的與冷卻水逆流接觸換熱，被冷卻至35以下，隨后進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機(jī)加壓，加壓后半水煤氣溫度約80，壓力約為50kpa，然后送入脫硫塔底部，從下向上通過(guò)填料層，并與塔頂噴淋下來(lái)的脫硫液逆流接觸脫除硫化氫，從脫硫塔上部出來(lái)的硫化氫含量小于70mg/nm3的半水煤氣進(jìn)入清洗冷卻塔上段，用冷卻水洗去其中夾帶的霧沫后，送去壓縮工段。脫硫液流程：脫硫液從貧液泵打入脫硫塔，與來(lái)自羅茨風(fēng)機(jī)的半水煤氣在填料層逆流接觸后進(jìn)入富液槽，富液經(jīng)富液泵打入再生槽進(jìn)行再生，再生后脫硫液的進(jìn)入貧液槽循環(huán)使用。水流程：來(lái)自外工段的循環(huán)水進(jìn)入清洗冷去塔上段，與脫硫后的半水煤氣在填料層中逆流接觸進(jìn)行冷卻，然后進(jìn)入清洗塔

5、下段與來(lái)自靜電除焦的半水煤氣逆流接觸洗滌然后送到外工段。2 危險(xiǎn)性辨識(shí)在以上流程中，主要核心設(shè)備室羅茨風(fēng)機(jī)，羅茨風(fēng)機(jī)有一個(gè)最大的特性，就是不能產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，若產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子損壞、機(jī)殼破裂、聯(lián)軸器破碎飛出等嚴(yán)重設(shè)備事故，在以上事故中，影響最大的就是機(jī)殼破裂，半水煤氣大量外泄，極易產(chǎn)生爆炸，中毒等事故，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生機(jī)毀人亡的慘痛事故。但是上述工藝中，羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力達(dá)50kpa，進(jìn)口僅為1.6kpa左右，壓差達(dá)48.4kpa，而羅茨風(fēng)機(jī)出口半水煤氣是送到壓縮工序的，若壓縮機(jī)出現(xiàn)跳停，則很容易導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力超高，羅茨風(fēng)機(jī)電流超高跳停導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，出現(xiàn)損壞設(shè)備的現(xiàn)象；針對(duì)此現(xiàn)象，

6、該裝置在設(shè)計(jì)時(shí)羅茨風(fēng)機(jī)出口設(shè)置了止逆閥，但是存在一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榘胨簹庵泻泻艽笠徊糠值拿航褂褪庆o電除焦不能完全除去的，此煤焦油極易把止逆閥粘死，使之失去作用，最終無(wú)法起到止逆的作用，因此效果也不是十分明顯。那么如何才能使在壓縮機(jī)跳停的時(shí)候有效的保護(hù)羅茨風(fēng)機(jī)呢？那就是在清洗塔冷卻塔上下段設(shè)置安全水封，設(shè)置后的脫硫工藝流程如下：在上圖中，用粗實(shí)線標(biāo)的就為安全內(nèi)水封，在壓縮機(jī)跳停時(shí)，壓力超過(guò)安全內(nèi)水封壓力，就會(huì)使安全水封沖破，高壓段的半水煤氣大量泄到低壓段的設(shè)備管道中去，這樣既保護(hù)了羅茨風(fēng)機(jī)，又不至于半水煤氣大量外溢，得到了兩全其美的結(jié)果。 3 脫硫安全水封的計(jì)算安全水封需要多大管徑、需

7、要多高才能有效地起到保護(hù)作用，以年產(chǎn)8萬(wàn)噸合成為例來(lái)進(jìn)行計(jì)算，年產(chǎn)8萬(wàn)噸合成氨，半水煤氣流量大約是41000nm3/h，脫硫選用l93wd型羅茨風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)出口壓力最高為50kpa，設(shè)計(jì)流量為230 m3/min 。水封管徑的計(jì)算：已知  半水煤氣流量:41000nm3/h          煤氣流速為:15m/s          管徑=（半水煤氣流量/3600）×流速/3.141/2 

8、;             = 2×（41000/3600）×15/3.141/2              =0.9834m根據(jù)以上計(jì)算，水封管徑為1000mm。水封高度的計(jì)算：已知：水封沖破壓力為50kpa（羅茨風(fēng)機(jī)最高出口壓力），水比重為1根據(jù)p=gh水封高度h=p/（g×)   &

9、#160;        =50/（9.8×1）            =5.1m 根據(jù)以上計(jì)算，水封高度為5.1m；    通過(guò)以上計(jì)算，年產(chǎn)8萬(wàn)噸合成氨，要使脫硫內(nèi)水封有效起到保護(hù)作用，水封管徑為dn1000，水封高度為5.1m，但是，僅僅計(jì)算水封管徑和高度就能滿足要求了嗎，筆者認(rèn)為除了以上參數(shù)滿足要求外，脫硫內(nèi)水封設(shè)置還有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要注意:（1）清洗冷卻塔下段液位控制不

10、能超過(guò)水封的高度，否則容易造成水封高度過(guò)高不能有效起到保護(hù)羅茨風(fēng)機(jī)的效果；（2）為防止水封液位過(guò)低，上水閥必須隨時(shí)打開(kāi)，水封水必須保持溢流；（3）在倒風(fēng)機(jī)或開(kāi)風(fēng)機(jī)時(shí)操作要特別注意穩(wěn)定，否則，容易壓力瞬間過(guò)高水封沖破導(dǎo)致產(chǎn)生不必要的事故；（4）該水封不易清理，也不容易觀察到水封狀況，因此水封加水的設(shè)置最好是用干凈的工藝水，以減少堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。（5）為在壓縮機(jī)跳停后快速回復(fù)生產(chǎn)，水封加水可以適當(dāng)加大，一般加水管用dn100管徑即可，加滿溢流后關(guān)小閥門(mén)，或者是加水水封用dn100管徑，溢流加水用dn50管徑。   只要設(shè)備、工藝滿足計(jì)算要求，在管理和操作上又滿足了以上要求，脫硫內(nèi)水

11、封就可以有效地起到安全保護(hù)作用。4 內(nèi)水封設(shè)置后帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益在脫硫工序的羅茨風(fēng)機(jī)設(shè)置安全水封后，可帶來(lái)以下經(jīng)濟(jì)效益和安全效益：（1）一臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)以20萬(wàn)元計(jì)算，每年跳停幾率一次，每次損壞羅茨一臺(tái)，每年可節(jié)約人民幣20萬(wàn)元。（2）可以避免因壓縮機(jī)跳停或?qū)е铝_茨風(fēng)機(jī)損壞事故，在小氮肥生產(chǎn)中，壓縮機(jī)跳停后，大量煤氣無(wú)法輸送，會(huì)導(dǎo)致羅茨風(fēng)機(jī)出口壓力大幅度上漲，極易產(chǎn)生羅茨風(fēng)機(jī)跳停、葉輪返轉(zhuǎn)損壞羅茨風(fēng)機(jī)事故，設(shè)置安全水封后，出口壓力一上漲水封沖破，可使大量煤氣從高壓側(cè)泄到低壓側(cè)，從而避免了羅茨風(fēng)機(jī)損壞事故；（3）可以起到安全閥的作用，眾所周知，下合成氨特點(diǎn)是高溫高壓、易燃易爆，壓力不超標(biāo)是必須遵守的原則，安全水封就好比是安全閥一樣可以起到預(yù)防的作用。5  結(jié)束語(yǔ)“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”是我國(guó)的安全生產(chǎn)方針，在預(yù)防中，做到設(shè)備、工藝的本質(zhì)安全、消除物的不安全因素是安全工作的重點(diǎn)之一，在小氮肥生產(chǎn)中尤為如此，雖然，水封的設(shè)置是比較小的一個(gè)小小的改動(dòng)，但是對(duì)安全工作來(lái)講，就是需要這種創(chuàng)新，從這點(diǎn)來(lái)講，就小小的改動(dòng)，更體現(xiàn)“以人為