袁平華(山西陽煤豐喜肥業(yè)〔集團〕有限責任公司臨猗分公司 山西臨猗044100)

1 000 m3液氨球罐裝置安裝運行總結(jié)

袁平華
(山西陽煤豐喜肥業(yè)〔集團〕有限責任公司臨猗分公司 山西臨猗044100)

山西陽煤豐喜肥業(yè)(集團)有限責任公司臨猗分公司二分廠原合成氨設(shè)計能力為年產(chǎn)240 kt液氨，由于近期甲醇市場低迷，且臨猗分公司甲醇生產(chǎn)成本高，集團公司決定在凈化車間新增1臺變換爐，將甲醇裝置改造成氨醇聯(lián)產(chǎn)裝置。該裝置于2013年7月建成投產(chǎn)，日增產(chǎn)液氨300 t，年增產(chǎn)液氨近90 kt。原有的1臺1 000 m3液氨球罐于2013年4月到期，需全面檢測，且已不能滿足生產(chǎn)需要。為此，臨猗分公司決定新增1臺1 000 m3液氨球罐，以滿足生產(chǎn)需求。

1 液氨球罐裝置的設(shè)計

液氨球罐材質(zhì)為16MnR，三帶板，30塊球殼板(厚度為52 mm，Φ12 300 mm)，設(shè)計壓力為2.65 MPa，運行壓力為2.50 MPa。設(shè)有1座氨氣

吸收塔(自制)回收氨放空氣，制成氨水；設(shè)集油器1臺(Φ500 mm×1 500 mm)，采用蒸汽加熱的方法，利用分餾原理，分離出液氨中的油性物質(zhì)，產(chǎn)生的氣氨經(jīng)冰機冷凝成液氨進入液氨系統(tǒng)，油性物質(zhì)外排。液氨球罐裝置工藝流程見圖1。

圖1 液氨球罐裝置工藝流程

2 液氨球罐的焊接、檢測

液氨球罐的焊接采用直流電弧焊，使用J507焊條(直徑Φ4 mm)，由8名焊工同時推進作業(yè)，焊前預(yù)熱溫度為150 ℃。無損檢測采用TOFD+磁粉，熱處理采用0#輕柴油，加熱溫度最高達580 ℃；水壓試驗壓力為3.31 MPa。

2.1 球罐焊接

由于在冬季焊接時氣溫較低及雨雪干擾，導(dǎo)致焊接作業(yè)時斷時續(xù)，焊接質(zhì)量無法保證。為此，焊前預(yù)熱就顯得尤為重要，后熱也必須保證。焊前預(yù)熱采用氧氣乙炔加熱方法，但后熱比較麻煩，因為沒有加熱帶，只能焊完以后再用火焰烤一下。球罐外面焊完以后，焊接轉(zhuǎn)入球罐里面，由于球罐人孔只有Φ500 mm，使用強力排風機也不能使焊接產(chǎn)生的煙氣及時擴散，為安全起見，8名焊工分成2組，日夜2班輪流作業(yè)，耗時7 d完成罐內(nèi)焊接。

2.2 球罐檢測

在采用超聲波檢測時，要求對檢測質(zhì)量嚴格把關(guān)，不合格的堅決返修直到合格。在用超聲波衍射時差法(TOFD)第1次檢測完成后，觀察到有夾渣、氣孔和裂紋，組織施工人員進行了第1次返修；再次檢測后，發(fā)現(xiàn)還有問題，聘請焊接專家進行了實地檢測，當場把有缺陷的焊縫刨開檢查，確認焊接確實存在缺陷(有氣孔)，經(jīng)專家共同研究后同意安排人員再次進行了返修直至檢測合格。

3 工藝閥門

液氨是危險性介質(zhì)，因此閥門的啟閉必須迅速，原設(shè)計沒有考慮到此問題，仍采用氨截止閥。經(jīng)研究，決定改用不銹鋼球閥。球閥具有密封好、啟閉快的優(yōu)點，在發(fā)生緊急情況時能快速反應(yīng)。最初采用Q41F- 150- 40p軟密封的球閥，但在按國家標準對閥體進行設(shè)計壓力的1.5倍加壓試漏時，閥體密封面有泄漏；閥門生產(chǎn)廠家建議把密封面的緊固螺栓上緊；螺栓緊固后，閥體不再泄漏，但啟閉有些困難，需要2～3人才能開啟。為此，決定全部更換此批次的閥門，采用Q41W- 150- 40p硬密封的球閥。此球閥閥體密封面由于采用金屬密封，耐壓強度大，不易發(fā)生外漏，且閥門啟閉輕松，投運至今未發(fā)現(xiàn)問題。

4 安全閥及緊固件

安全閥安裝在球罐頂部，原設(shè)計安全閥為碳鋼材質(zhì)，后決定采用不銹鋼安全閥。因為球罐頂部是氣氨，溫度比液氨高，故安全閥外部及放空管線沒有設(shè)保冷設(shè)施，閥體受潮容易腐蝕，會給球罐正常運行帶來不利影響；所有緊固件都采用不銹鋼雙頭螺栓代替原設(shè)計的碳鋼材質(zhì)，以保證法蘭連接處螺柱不被腐蝕，保證球罐運行安全。

5 現(xiàn)場液位計

球罐有現(xiàn)場和遠傳2種液位計，現(xiàn)場采用磁翻板液位計，長度為12 m。由于運輸問題，決定分為3段，中間用法蘭聯(lián)接。液位計完成安裝后，發(fā)現(xiàn)中間法蘭連接處無法讀數(shù)，原因是磁面板無法穿過法蘭(法蘭面太寬)；后經(jīng)變更設(shè)計，磁翻板液位計仍為3段，但中間為錯開連接而不是直連，不影響液位讀數(shù)(圖2)。

圖2 磁翻板液位計結(jié)構(gòu)示意

投運初期，發(fā)生磁翻板液位計不翻板、沒液位等問題。起初認為是浮球密度大(液氨密度為650 kg/m3)而不上浮，更換浮球后無果，更換面板后仍無液位。后認為是磁翻板磁性太弱，導(dǎo)致浮球上浮后翻板沒能及時翻轉(zhuǎn)，故加強了磁翻板的磁性。磁翻板磁性加強后，上面2段面板能翻轉(zhuǎn)，最下面的磁翻板沒有翻轉(zhuǎn)。后發(fā)現(xiàn)最下段浮球被吸在焊接在面板法蘭上的防靜電螺栓處不能上浮。將螺栓去掉后(完成后再補上)，浮球能夠上浮，磁翻板順利翻轉(zhuǎn)，液位顯示正常。

2014- 01- 03)