尿素重点设备、危险因素及防范措施

编号：SM-ZD-33155

尿素重点设备、危险因素

及防范措施

Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.

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尿素重点设备、危险因素及防范措

施

简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。

一、重点部位及设备

(一)重点部位

1．高压合成与汽提系统

高压合成与汽提系统主要由合成塔、汽提塔、高压冷凝器、高压洗涤器四台高压设备组成。这四台高压设备集中安装在一个高框架内，是装置的主要设备。合成、汽提系统操作压力14MPa(表)，操作温度在160—185℃范围内，工艺介质为氨、二氧化碳、尿素和甲铵液工艺介质具有强腐蚀性。

高压设备密封发生泄漏，设备发生腐蚀而泄漏，都可造成设备事故、装置停运。高压设备由承受高压的外壳及耐腐蚀的内衬组成，一旦内衬腐蚀穿孔，外壳会很快腐蚀损坏。系统在运行中如发生超温、超压也会加快腐蚀速度，造成重大设备事故。并有可能引发中毒、爆炸、火灾事故。

汽提塔、高压冷凝器、高压洗涤器设备内有换热管束，如管子、管板发生腐蚀泄漏，还会污染蒸汽、冷凝液或调温水；高压洗涤器如操作不当，还可能发生爆炸；合成塔由于操作温度较高，易发生腐蚀。四台高压设备是装置中安全监控的重点设备。

2．高压泵区

高压泵区位于框架的一楼，主要由两台高压氨泵和两台高压甲铵泵组成。生产中，—开一备。

高压氨泵压缩介质为液氨，出口压力为16MPa(表)；高压甲铵泵压缩介质为甲铵溶液，出口压力为14．5MPa(表)。一般采用柱塞泵，用背压式汽轮机或电动机驱动。

由于压力高，动密封易发生泄漏。液氨如发生泄漏还可造成着火、爆炸、中毒事故。甲铵液大量泄漏也可造成人员伤害。

高压氨(甲铵)泵运行中如发生重大设备事故，也可造成全装置停车。

(二)重点设备

1．二氧化碳压缩一透平机组

二氧化碳压缩机为离心式多级压缩机组，用蒸汽透平驱动。压缩机为两缸、四段、多级的离心式压缩机。低压缸转速约7000r／min，高压缸转速约13900r／min，功率7600kW左右，压缩介质为二氧化碳气体，人口压力一般0．02MPa(表)，出口压力14．5MPa(表)。透平为中压、抽汽、冷凝式透平，人口蒸汽压力3．8MPa(表)。

二氧化碳压缩机组在高压、高转速下运行，密封、润滑条件要求高，控制调节系统复杂。运行中如发生喘振、带液、轴瓦磨损、气封损坏等都可造成机组停车。由于设备复杂，维修、安装要求高，如维护不当也容易引起机组故障或设备损坏。二氧化碳在一定的条件下，还具有腐蚀性，可造成设备腐蚀损坏。由于二氧化碳压缩机组为单系列设备，一旦发生停机事故，尿素装置都被迫停车。该机组是装置关键重点设备，也是安全监控的重点设备。

2．尿素合成塔

合成塔是尿素装置中体积、重量最大的设备，也是装置的“心脏”设备。壳体用普通低合金钢制成，承受塔内的高压；内衬采用316L不锈钢，可耐尿素一甲铵液的腐蚀。塔

内设有多层筛板。

在生产过程中，塔内尿素和甲铵混合溶液，对设备有强腐蚀作用，在高温、高压下腐蚀尤为严重。如操作不当，发生超温、超压、钝化膜破坏，腐蚀会加剧而造成设备损坏。严重时，甚至发生设备爆炸事故，造成灾难性的后果。

二、危险因素分析及其防范措施

尿素装置的生产特点是：高温、高压、强腐蚀。原料液氨为易燃、易爆、有毒物质。生产设备采用单系列、大机组，一旦发生故障，易造成事故。装置具有一定的危险性。

(一)装置事故统计分析

我国20世纪70年代引进的大型尿素装置，在投产初期曾频繁发生事故。从统计数字看，自1977年至1979的三年期间，投产的11套尿素装置曾发生重大停车事故674次。其中，外部原因造成事故停车373次，占总事故次数的55．3％；设备事故停车269次，占总事故次数的39．9％。详见表7—22。

外因重大停车事故373次，按事故原因分类，详见表

7—23。

设备重大停车事故269次，按设备类别分类统计，见表7—24。其中，二氧化碳压缩机发生停车事故117次，位居第一，占设备重大停车事故总数的43．49％。

设备事故中，主要设备发生重大停车事故160次。按设备类别分，见表7—25。

从上述统计表可以看出，尿素装置发生的重大停车事故674次中，位于首位的是外因引起的停车事故，停车次数为373次，占总数的55．3％。外因事故中，合成氨装置停车造成的有172次，占外因事故总次数的46．1％。由此可见，合成氨装置的生产运行情况对尿素装置的正常生产影响最大。位于第二位的是设备重大停车事故，其次数为269次，占总次数的39．9％。设备事故停车中，以二氧化碳压缩机发生的停车事故最多，为117次，占设备事故停车总次数的43．49％，占主要设备事故停车总次数的73．12％，而事

故造成的损失也最大

尿素装置投产初期重大停车事故按厂逐年平均统计见表7—26。

上表中，除1976年由于投产的5套生产装置均在下半年，统计数字显示偏低外。从表中可以看出：尿素装置投产初期事故较多，随着运行趋于正常，事故逐年减少。进入80年代，各厂相继都实现了长周期、安全、稳定运行。

从石化总公司1983年至1993年期间，收集的典型事故中看，收集的774例典型事故中，10套大型尿素装置占11例。其中，人身伤亡事故3例，设备事故8例。设备事故中主要是高压系统腐蚀及二氧化碳压缩机事故。详见表7—27。从事故统计数字可以看出：

(1)尿素装置投产初期，事故发生频繁。随着各项管理工作加强，生产逐步稳定，事故大幅减少，并实现了安全、稳定、长周期运行。

(2)尿素装置投产初期发生的停车事故中，外因事故停车占一半以上。说明尿素装置稳定运行，应有一个良好的外部

条件作保证。

(3)尿素装置因设备腐蚀造成的停车事故，在设备事故停车中占有不小的比例。事故原因主要是设备钝化被破坏和采用了不耐腐蚀的材料。

(4)尿素装置设备事故中，二氧化碳压缩机造成的重大设备事故一直位居首位，产生原因主要是维护不当、违章作业和设计、安装存在缺陷。

(5)人身伤亡事故集中发生在造粒单元，主要是物体打击、高空坠落和机械伤害造成。

(二)开工时危险因素分析及其防范措施

尿素装置开工过程包括：吹扫、置换、送气(液)；升温与钝化；压缩机开车；合成系统开车(系统投料和出料)；尿液蒸发与造粒；水解与解吸开车等步骤。开工中操作步骤相互交错，又一环扣一环，相互衔接，相互影响，而且工艺参数变化大，时间紧凑，操作不当易引发事故。现将开工操作中存在的主要危险因素及其防范措施分析如下：

1．设备(管道)吹扫、置换、送气(液)操作

设备(管道)吹扫(清扫)、置换、送液、送气等操作是开工

中的前期操作。如在原始开工中(大修后)，设备、管线内存有杂质未清除干净。运行中杂质会损坏阀门密封或堵塞设备、管线。在润滑油中如存在杂质，会损坏轴瓦。在蒸汽中存在杂质，杂质随蒸汽进入透平，会损坏透平转子叶片。二氧化碳气体中存在杂质，进入压缩机气缸，会损坏压缩机。如1979年4月，某化肥厂尿素装置大修后开车，二氧化碳压缩机开机升速缸内发生声响，当即停机。事故造成转子轴弯曲、密封片磨损，轴瓦、油挡磨损。事故原因是检修时一尼龙布标签遗漏在管道内，升速时随气流进入一级叶轮入口，造成转子运行不平衡。1980年某化肥厂、1984年某公司化肥厂都发生尿素装置汽提塔被杂质及甲铵泵填料碎片堵塞汽提管小孔的事故。事故造成汽提效率下降，汽提塔出液超温，循环系统超压，被迫停车检修。

尿素装置生产中，另一个特点是尿素、甲铵液易冷凝、结晶，造成设备、管道堵塞。开工前，应将结晶物清理、冲洗干净。结晶物堵塞管道、设备，往往会使开工过程受阻，被迫重新停车处理。各厂开工中，都遇到过如尿液上塔管堵塞、高压甲铵泵出口堵塞、甲铵管线堵塞等情况。特别是安