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(贵州开阳化工有限公司，贵州 贵阳 550300)

我公司一期年产500 kt/a合成氨项目，采用多项先进技术，如进口法液空6×104m3/h氧气空分成套装置，技术先进的干粉煤加压气化。产出的水煤气进变换装置进行耐硫变换，变换气中的酸性气体脱除采用大连理工大学的低温甲醇洗(脱硫脱碳)、液氮洗技术；氨合成采用瑞士卡萨利15.0 MPa低压氨合成工艺技术，硫回收采用荷兰荷丰的超级克劳斯硫回收工艺，冷冻站采用氨压缩制冷，为低温甲醇洗装置和氨合成装置提供冷量。

项目自2013年1月21日打通流程，生产出产品以来，已运行近一年的时间。近期脱盐水站在运行过程中，发现冷凝液电导率出现异常波动，经排查确认为中变废锅泄漏，立即进行相应处理，并在随后的停车检修中消除了漏点，现将整个过程介绍如下。

1 发现泄漏

2013年12月28日，水系统脱盐水站发现脱盐水指标异常，尤其是电导率异常升高，在线分析值由0.08 μS/cm升高到超量程。于是对水系统进行原因排查，要求中央化验室取样手动分析，结果电导率达到0.705 μS/cm。正常情况下，脱盐水的电导率指标要求控制在不超过0.2 μS/cm。进一步排查发现，外管网来脱盐水站冷凝液排放时有硫化氢味，而且电导率异常升高。于是判断外管网来冷凝液中窜入硫化氢，硫化氢使混床失效而造成脱盐水电导率升高。

2 泄漏设备分析判断

我公司脱盐水的来源，主要为两部分。

一是一次水经过多介质过滤器除去水中颗粒、悬浮物、胶体，再通过5 μm保安过滤器过滤后，经泵提压送入反渗透装置除盐，再经除碳器除碳后由泵加压送入混床进一步处理，得到合格脱盐水。

二是全厂回收的冷凝液至水系统脱盐水站后经过降温、过滤、二级除盐、调pH值至8.8～9.3，提压后送至生产用户使用。

全厂冷凝液来源主要是汽轮机表冷器和精馏塔再沸器蒸汽冷凝液，汽轮机表冷器并不与硫化氢接触，而全厂精馏塔再沸器中介质也不含硫化氢，首先排除这些设备泄漏的可能，同时也说明只有产的蒸汽中夹带有硫化氢气体，热电锅炉产的蒸汽中是不可能有硫化氢的，所以只有回收热量副产蒸汽的废热锅炉工艺气泄漏才有可能导致蒸汽中含硫化氢。

经过仔细筛选排查，查出全厂共有5台与含硫化氢介质换热的废热锅炉，分别是变换系统中变废锅E2002、低变废锅E2003、水煤气废锅E2010及硫回收系统酸性气废锅E6001、尾气废锅E6013。这几台设备的详细参数如表1。

表1 废锅介质及参数

由表中各换热器参数可以看出，E6001、E6013管程酸性气体压力小于壳程蒸汽压力，酸性气体不可能漏入蒸汽管网，而E2002、E2003、E2010三台废热锅炉管程变换气压力大于壳程蒸汽压力，所以可能是这几台废热锅炉出现泄漏。于是立即将这几台废热锅炉作为重点分析对象，主要方法如下。

(1)控制室仔细监控这几台废热锅炉工艺指标运行情况，看废热锅炉的压力是否升高，液位是否降低。如有异常及时汇报，同时组织人员进行现场排查。

(2)联系中央化验室对这几台废热锅炉炉水中的硫化氢含量进行分析，结果E2002中含硫化氢6.47 mg/L，E2003、E2010两设备未检出硫化氢。

(3)对E2002中变废锅、E2003低变废锅、E2010水煤气废锅副产蒸汽取样分析，因为泄漏的气体除极少量的溶解在炉水中，其余大部分会进入蒸汽中。在对三台废锅蒸汽取样的过程中，发现E2002中变废锅的取样冷却器取样口有不凝性气体喷出，而且带有臭鸡蛋味，用硫化氢报警仪靠近取样口，发现硫化氢已超过报警仪上限，而E2003、E2010的取样冷却器仅有冷凝水流出，且无色无味。分析三台废锅蒸汽冷凝液电导率，分别为E2002 165 μS/cm，E2003 11 μS/cm，E2010 16 μS/cm。综合以上情况，最终判断为E2002泄漏。

3 发现泄漏后的处置情况

中变废锅副产1.0 MPa饱和蒸汽，并入管网。1.0 MPa蒸汽用户主要有热电高压除氧器、低温甲醇洗甲醇水分离塔再沸器、空分压缩机汽轮机轴封汽、氨压缩机抽引蒸汽、汽化氮气加热器等，遍布全厂。其产生的蒸汽冷凝液进入除氧器，然后通过锅炉给水泵进入全厂废锅。

因此，中变废锅泄漏会造成全局性的蒸汽和冷凝液污染。

为维持生产，完成全年生产目标，经研究，决定系统维持运行，将中变废锅部分离线运行，副产蒸汽放空，变换气、锅炉给水继续通入E2002中变废锅的管、壳程，以保证变换气的正常降温及防止含酸性气蒸汽污染整个管网。

4 中变废锅拆检情况

2014年1月2日，生产系统停车检修，E2002为重点检修项目。拆开人孔后，工艺人员对废锅壳用装置空气试漏，发现有1根U型管泄漏、管板处焊接有漏点，具体情况如图1所示，证实确系E2002泄漏。

图1 E2002列管试漏示意

5 泄漏原因分析

E2002中变废锅于2012年11月投入运行，至今已运行13个月，运行状态一直较稳定，从未出现过异常，对于此次泄漏，分析原因如下。

(1)2013年12月27日晚23：45，由于锅炉给水泵P2004出现故障，不能及时开启，锅炉给水中断，导致废热锅炉出口变换气温度由207 ℃升高至291 ℃，废锅液位由正常值65%下降至19%运行。由于液位过低，大部分换热管暴露在气相，没有浸没在水中，导致液面以上换热管膨胀，管端与管板焊缝由于应力而造成大面积泄漏。当锅炉给水泵P2004开启后，操作人员瞬间加大进水量，造成废热锅炉的列管受热不均匀及温差应力过大，引起进一步的应力裂纹。

(2)锅炉给水水质问题。运行初期对废热锅炉炉水并没有定期分析，定期加药，导致锅炉炉水指标不合格，锅炉排污口水呈红色。经分析，发现锅炉炉水呈酸性，且杂质多、硬度高，对废锅造成一定腐蚀。经最近一段时间的处理，锅炉炉水指标已合格。

(3)前期生产系统不稳定，开、停车较为频繁，负荷波动较大，对设备管束的冲击次数多，为中变废锅泄漏埋下隐患。

(4)设备制造原因。中变废热锅炉管板与换热管处焊接也存在问题，管端没有按要求高出管板1～2 mm，有些管子甚至内陷，低于管板，造成管子与管板焊接不牢固。

6 泄漏造成的危害

(1)大量变换合成气泄漏进入蒸汽管网。由于变换气中含有CO、H2、H2S、CO2、COS，造成蒸汽冷凝液中电解质含量升高，腐蚀设备。

(2)不凝气进入蒸汽管网后，会严重影响换热效果，影响系统正常运行。

(3)造成蒸汽冷凝液电导率升高，使混床树脂失活。若不及时处理可能会造成脱盐水电导率升高，危及锅炉的安全稳定运行。

7 采取的措施

7.1 加强对废热锅炉运行的管理

7.2 制定废热锅炉泄漏的安全应急处理措施

若发现废热锅炉泄漏，应及时向调度和界区领导汇报，并将副产蒸汽排放，不并入蒸汽管网，防止含工艺气的蒸汽进入管网，对其他工艺设备造成影响。同时，控制室人员加强对废热锅炉的监控，并将蒸汽放空阀设为自动，当泄漏量突然增大，压力升高时，能自动打开放空阀泄压，保证设备安全。

由于废热锅炉副产蒸汽放空，影响整个蒸汽及冷凝液管网平衡，故在废热锅炉出现泄漏时，热电车间应及时调节蒸汽负荷，保证蒸汽管网平衡，水系统增加生产脱盐水的量，防止因冷凝液减少而影响整个生产系统。

7.3 加强对生产操作的管理，避免系统波动

由于生产负荷变化大会加重设备泄漏失效的可能，所以要加强生产操作控制。

首先是尽量避免非计划停车，减少设备开停车次数，减少对管束的冲击；其次在每次紧急停车及重新开车过程中严格控制生产工艺操作。开车前，要事先对锅炉水预热，防止高温的合成气进入，造成过大的温差应力。开、停车时，为了防止压差过大，蒸汽侧与变换合成气侧压力应同步降低或升高。

7.4 加强控制室、现场对废锅运行指标的监控

控制室重点监控废锅蒸汽温度、流量的变化，并与现场作对比，观察变化趋势，并在报表上做好记录。当蒸汽温度上升，流量下降，废热锅炉出口温度上升时，要判断废锅液位的准确性，及时适量加水。当出现液位过低时，应采取措施先降废锅变换气进出口温度至指标之内，然后再缓慢加水，使废热锅炉液位恢复正常。

7.5 制定废热锅炉干锅的安全应急处理措施

锅炉干锅后，出口超温，此时严禁立即向锅炉内加水，应及时向调度及界区领导汇报，通过前系统减负荷或前系统切气，来降低废热锅炉的入口温度，减少再次进锅炉给水的温差。