如何应对尿素合成塔出现泄漏

    我国现有上千台尿素合成塔在化肥生产装置中运行，其中与1995年10月7日河北迁安化肥厂和2005年3月21日山东鲁西化工集团第三化肥厂发生爆炸的尿素合成塔型号相同的就有数百个。针对尿素合成塔这一存在重大事故隐患且已出现过恶性爆炸事故的特种设备，为防止类似爆炸事故的再次发生，国家质量监督检验检疫总局于2005年8月24日下发了国质检特函[2005]689号文件《关于进一步加强尿素合成塔生产使用检验工作的通知》，其中提出了要对生产运行中的尿素合成塔进行在线检漏，并推荐采用氨红外分析仪对尿素合成塔内层的泄漏情况进行实时在线检测，以及时发现和消除事故隐患。
 
    检漏方法可靠易行

    与传统蒸汽检漏法不同的是氨红外分析检漏技术所用的检测载体是不具有腐蚀性的氮气，对于塔体的每一筒节，分别设有两根氮气检漏管，一根通入氮气，而从另一根引出检漏后的氮气到氨红外气体成分分析仪中。若塔体内衬里有泄漏发生时，只要通过仪器分析检测氮气中泄漏介质的氨含量，就可以及时判断泄漏发生的性质、部位、程度等情况。同时还可将检测分析的信息输出与控制操作系统和报警装置相连接，设置适当的泄漏控制数值，就可以实现实时在线连续检测尿素合成塔的塔体泄漏情况。
    氨红外分析检漏系统的氮气的流量要根据系统对介质泄漏发生的反应时间和氨红外气体分析仪要求的试气流量的大小来设置。由于塔体的高度不同，各个筒节盲层板的内部结构和检漏管的长度、方向、布置等都不完全一致，因此每一氮气通道还需配置流量计和调节阀来加以控制。为防止生产不正常塔内压力下降时可能出现的塔体衬里失稳、抽瘪等情况发生，系统具有在事故状态下自动切断氮气进入筒节的功能。

    两种工作状态优点

    多氨红外分析仪有两种工作状态，一种是在线检测状态，所有流出筒节的检漏氮气汇集于集气器中，混合后一部分送入氨红外气体分析仪，其余部分放空，一旦有筒节衬里发生泄漏，即可分析检测出来并及时报警。另一种是切换工作状态，当发现某一筒节有可能发生泄漏时，可单独对该筒节的检漏管引出的检漏氮气进行分析，以确切判断泄漏发生的程度、范围、性质等具体情况。其技术特点是：①检测灵敏度高。当塔体衬里有泄漏发生时，进入筒节盲层板内检漏通道的氮气可及时把泄漏介质引出筒节并经氨红外分析仪自动检测其泄漏的关键成分氨的含量，检测泄漏介质反应时间短，可及早发现泄漏情况，同时也能实施在线连续监测；②分析安全可靠。采用蒸汽检漏时，由于蒸汽进入检漏通道后有可能产生腐蚀产物，或碳钢壳体生锈与盲层板泄漏介质的共同作用下，有时腐蚀产物会把检漏通道完全堵塞。采用氮气检漏，一定流量和流速的氮气在检漏通道中的流动可避免检漏通道堵塞，大大提高了检漏的可靠性；③设备不受腐蚀。蒸汽检漏时，若品质不高的蒸汽进入检漏通道后，除自身带有一些有害物质外，冷凝液还可能和泄漏介质生成氨水、碳酸等腐蚀介质，极易将腐蚀介质扩散到壳体层板，造成对塔体的腐蚀，特别是在焊缝等应力集中区腐蚀更为严重。氮气不具有腐蚀性，且是惰性气体，进入检漏通道后可避免尿素合成塔盲层板及壳体的腐蚀现象的发生；④系统设置方便。氨红外分析检测系统可以利用尿素合成塔原有的蒸汽检漏通道，不需另设新的检漏通道。对于同一塔体，若采用蒸汽检漏，检漏管和检漏孔的数目有120～150个左右，而采用该技术仅需20个左右，其余的检漏管只要堵住即可，从而大大减少了检测工作量。

    应用结果令人满意

    目前该技术在国内已得到了生产应用，由浙江大学化工机械研究所研制的尿素合成塔氨红外分析检漏系统于1999年11月通过了浙江省科学技术委员会组织的技术鉴定，并在浙江镇海炼油化工股份有限公司 2800尿素合成塔上成功应用。该塔系多层包扎式筒体，共11节，每一筒节近上下环焊缝处设有互成60暗 6个检漏孔，全塔共有132个检漏孔及检漏管。采用氨红外分析检漏系统后，检漏孔的数目减为22个。原来蒸汽检漏时采用人工定期巡查，每天必须对100多根检漏管流出的蒸汽冷凝液进行取样分析，现场还设置了巡检岗位，有专人定时对塔体泄漏情况进行检查，检测工作繁琐，费时费力，且无法实现在线检测。现已将氨红外分析系统的所有检测信息实现了自动操作控制，在总控室即可进行实时监控，不需在现场检测。该系统设计的泄漏介质反应时间约为5分钟，在线检测自动报警限为全塔氨泄漏量的0.5毫升/分钟，实际上当全塔氨泄漏量为0.15毫升/分钟时，即可在显示器上反应出来，使操作人员可采取措施及时处理。此外，该系统还具有良好的防爆和防腐蚀性能，能够满足尿素生产现场使用的要求。在镇海炼化尿素合成塔上投用7年来，该系统运行情况良好，效果显著，为尿素合成塔长周期安全运行提供了可靠的保证。