毋喜变

（河南省中原大化集团有限责任公司，河南 濮阳 457004）

氨加热器泄漏的原因分析与处理

毋喜变

（河南省中原大化集团有限责任公司，河南 濮阳 457004）

本文全面介绍了氨加热器几年来的运行及检修情况，对其泄漏进行原因分析，找到处理措施，并提出改进办法。

氨加热器；腐蚀；原因分析；处理措施

河南省中原大化集团三聚氰胺装置是引进意大利欧技公司高压法生产工艺，是国内首套引进高压法生产技术，其工艺特点是在生产过程中不采用硅胶树脂作为催化剂，使产品纯度可达99.9%以上，产品质量优于国家标准。装置中氨加热器属于最重要的反应工段，直接向三聚氰胺反应器提供高纯度的氨原料，这台设备多次出现泄漏，每次出现列管泄漏就必须停车处理，严重影响了装置的稳定运行和公司的经济效益，是目前三聚氰胺生产中急需解决的问题。

1 氨加热器简介

1.1 工艺流程简介

从界区来的液氨，在液化阀LV31071控制下，进入反应器氨受槽V3104，然后由氨给料泵P3105 A/B升压到9.0～9.5 MPa，经加热器E3103和氨过热器E3104，逐步加热到380℃，进入反应器R-3101，与熔融尿素在8.0 MPa 380℃的条件下发生缩聚反应，生成三聚氰胺。其工艺流程见图1，工艺参数见表1。

图1 E3103结构及工艺流程简图

表1 E3103工艺参数

1.2 设备简介

氨加热器是由东方锅炉公司生产的卧式U型管式换热器，属于三类压力容器，其设备结构参见图1，各部件材质为：壳体16 MnR、封头16 MnR、管箱00Cr17Ni14Mo2、管板00Cr17Ni14Mo2、换热管00Cr17Ni14Mo2、折流板0Cr17Ni9。

2 氨加热器运行经过

E3103自2000年4月正式运行以来，出现了多次的封头泄漏和列管泄漏，在最初的一年内就出现了好几次列管泄漏，无奈于2001年8月整体更换管束，随后的几年内设备运行较为正常，只是出现过几次封头泄漏，2005年5月出现一次列管泄漏，停车处理后恢复正常。进入2007年以后，该设备列管泄漏事故频发，2007年7月5日泄漏一次，2007年9月17日泄漏一次，2007年10月29日再一次泄漏，堵了2根换热管，回装之后仍然泄漏，只好整体更换管束，5天后才得以恢复开车。

3 泄漏原因分析

3.1 封头泄漏原因

（1）密封槽内有划痕或凹坑点蚀。（2）密封垫尺寸不完全合适。（3）密封垫有损坏。（4）密封垫的紧力不够均匀。

3.2 列管泄漏原因

（1）在工艺开车过程中，加减负荷过快引起换热管振动，容易造成管板部位的管子切断，造成泄漏。（2）在工艺开车过程中，载荷及温度经常变化，换热管受到应变载荷的长期作用，出现疲劳裂纹穿透管壁而泄漏。（3）高压蒸汽进口处，管内是30℃的氨，管外是274℃的高压蒸汽，换热管在巨大的热应力和腐蚀性介质的共同作用下，出现腐蚀性裂纹并迅速扩展，造成泄漏，这一条是该设备泄漏的最主要原因。（4）由于介质与金属管之间有相对运动，造成对管子的冲刷腐蚀，使管壁逐渐减薄。（5）管子与管板的连接是先胀后焊，连接处存在有胀接应力和焊接应力，造成胀焊区内产生裂纹。（6）管子与管板的焊接存在质量问题。焊缝中存在有夹渣和气孔造成裂纹和点蚀坑。

4 处理措施

（1）打开换热器封头，确定泄漏管子的位置。（2）选用316 L材质的棒料，加工成尺寸合适的楔状堵头。（3）将焊接部位打磨，把堵头放进管端，选用A022焊条施焊。（4）焊接后进行着色检验。（5）修复封头密封槽，达到密封面无缺陷。（6）选用质量合适的金属包覆垫片。（7）回装封头时，各螺栓对角均匀紧固。（8）最后一次处理后，堵管已达6根，第一程换热管数量是13根，达不到所需的换热效果，抽出旧管束，更换上新的管束。

5 下一步改进计划

这台换热器运行七年来，多次出现泄漏，已经两次更换管束，最主要的原因是温差太大，下一步准备从工艺上作一个大的技术改进，把这台换热器改为两台换热器，一台预热器，一台加热器，分步对氨进行预热和加热，先用低压蒸汽在预热器里对氨进行预热，再用高压蒸汽对氨进行加热。这样就可大大减少温差应力对列管造成的破坏，从根本上消除氨加热器的泄漏，为装置的稳定生产打好坚实的基础，为企业创造好的经济效益。

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2009-01-04

毋喜变（1966～），女，河南沁阳人，设备工程师。