王會(huì)林，羅 梁，魏自強(qiáng)，劉春光

（陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林719319）

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“北元化工”）利用陜北地區(qū)煤炭、巖鹽、電石等資源優(yōu)勢(shì)，形成了獨(dú)具特色的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。2015年4月起公司實(shí)現(xiàn)全鹵制堿，鹵水指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定且水質(zhì)清澈，鹽水精制過(guò)程中預(yù)處理器運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定。北元集團(tuán)80萬(wàn)t/a燒堿項(xiàng)目一期（40萬(wàn)t/a）一次鹽水精制裝置中設(shè)計(jì)有3臺(tái)預(yù)處理器，設(shè)備最大直徑15.5 m，高19.4 m，鹽水處理能力為200 m3/h。本次損壞的一期預(yù)處理器A，于2009年9月建造完成，2009年12月投入使用。因上部浮泥槽防腐破損后設(shè)備本體腐蝕嚴(yán)重，2019年11月起停一期預(yù)處理器A對(duì)上部浮泥槽進(jìn)行更換。2020年1月，在維修后投料過(guò)程中預(yù)處理器A斜板發(fā)生大面積坍塌。

1 原因分析

預(yù)處理器在進(jìn)水當(dāng)日環(huán)境溫度為-16℃，物料（粗鹽水）溫度為61.9℃，溫差達(dá)到77.9℃。開始注水后未進(jìn)行預(yù)熱，保持流量90 m3/h持續(xù)向凝聚反應(yīng)室注水，導(dǎo)致凝聚反應(yīng)室受熱膨脹，與底部支撐筋板焊縫薄弱處拉裂。預(yù)處理器在進(jìn)水時(shí)沿凝聚反應(yīng)室筒體切線進(jìn)水，一處焊縫拉裂后底部8組獨(dú)立支撐受力失去平衡，凝聚反應(yīng)室發(fā)生晃動(dòng)后導(dǎo)致其余焊縫拉裂并發(fā)生坍塌，重量全部壓在最內(nèi)層斜板，導(dǎo)致斜板由內(nèi)向外逐層坍塌。其次，預(yù)處理器底部使用14#槽鋼支撐，運(yùn)行10年后，檢查原玻璃鱗片防腐破損，槽鋼存在一定的腐蝕，強(qiáng)度減小。且在后期維修拆卸斜板過(guò)程中，9層斜板表面共計(jì)清理積泥約50 m3，再加預(yù)處理器進(jìn)水過(guò)程中滿液的凝聚反應(yīng)室未受浮力支撐，底部支撐承受載荷過(guò)大。

2 預(yù)防措施

（1）設(shè)備

根據(jù)預(yù)處理器坍塌原因，對(duì)預(yù)處理器進(jìn)行了局部?jī)?yōu)化，將下部支撐由均勻分布的8組增加為均勻分布的16組，所有支撐全部做玻璃鱗片防腐，保證其強(qiáng)度及抗腐蝕能力，支撐布置示意圖見圖1。

圖1 支撐布置示意圖

（2）防腐

將防腐材料更換為耐氯離子腐蝕性能更好的乙烯基酯樹脂玻璃鱗片，選用耐高溫型牌號(hào)，提高設(shè)備的耐腐蝕性能。

（3）工藝

為了防止在進(jìn)水與放水時(shí)發(fā)生凝聚反應(yīng)室滿液狀態(tài)下失去浮力支撐，將進(jìn)液管道與上排泥豎管連接，并在排泥總管增加控制閥門，在進(jìn)水與放水時(shí)保證凝聚反應(yīng)室內(nèi)外液位保持一致，避免鹽水浮力或重力對(duì)支撐件的作用力。同時(shí)，在進(jìn)水過(guò)程中采用階段性進(jìn)水，避免溫度變化過(guò)快導(dǎo)致應(yīng)力集中，預(yù)處理器示意圖見圖2。

圖2 預(yù)處理器示意圖

a.放水操作。停預(yù)處理器進(jìn)液泵并斷電掛牌，關(guān)閉泵進(jìn)口、出口閥門，關(guān)閉預(yù)處理器進(jìn)液閥門FV5103，改造管線對(duì)凝聚反應(yīng)室及筒體同時(shí)進(jìn)行放凈。操作時(shí)先打開閥A、閥B、閥D、閥E、閥HV5102，再打開閥C進(jìn)行放凈，并根據(jù)放凈流量調(diào)整閥C開度。放凈需安排專人進(jìn)行調(diào)整。

b.進(jìn)水操作。利用改造管線對(duì)預(yù)處理器上下同時(shí)進(jìn)行注水。首先打開閥FV5103、閥A、閥B、閥D、閥E，閥HV5102，關(guān)閉閥C，啟動(dòng)預(yù)處理器進(jìn)液泵后通過(guò)泵出口閥門及變頻器控制進(jìn)液流量。待下部液面接觸到凝聚反應(yīng)室底部后凝聚反應(yīng)室內(nèi)外液面開始同時(shí)上升。注水采用間歇性注水，即注1 h水，停半小時(shí)后繼續(xù)注水，且控制流量不得大于60 m3/h，為保證預(yù)處理器運(yùn)行效果，待液位至斜板上部后靜置8 h，靜置期間每小時(shí)排泥1 min。靜置結(jié)束后從預(yù)處理器進(jìn)口開始注水（關(guān)閉閥B、閥D、閥E，HV5102），此時(shí)注水流量不得大于80 m3/h。待預(yù)處理器正常出水2 h后，方可緩慢提升流量，流量變化速率不得大于20 m3/h。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）鹽水精制工藝設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造時(shí)應(yīng)該考慮選用耐氯離子腐蝕的材質(zhì)。使用碳鋼材質(zhì)設(shè)備時(shí)必須要增加可靠的內(nèi)防腐并定期檢查內(nèi)部防腐層完好情況，在防腐層出現(xiàn)破損時(shí)及時(shí)修復(fù)或更換，避免設(shè)備本體腐蝕后出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞事故。

（2）在大型設(shè)備檢修時(shí)一定要系統(tǒng)性考慮，論證形成合理的檢修方案。在此次預(yù)處理器維修中，由于前期將上部浮泥槽進(jìn)行了更換并做了內(nèi)外防腐，后期更換斜板時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性未將浮泥槽拆除，導(dǎo)致施工周期大大增加，且施工過(guò)程中對(duì)前期做過(guò)的防腐有不同程度的破壞。