杨勤刚

(中国石油宁夏石化公司  宁夏银川  750026)

摘  要：通过对尿液泵倒泵汽化原因的分析与处理，防止尿液泵倒泵过程中汽化，维护蒸发系统运行稳定，提高尿素成品质量。

关键词：倒泵    汽化    预防

1. 概述

宁夏石化公司一化肥装置是上世纪70年代引进的一套原渣油制氨生产尿素的装置，后技改采用天然气为原料合成氨，设计生产能力合成氨30万吨，尿素52万吨。其中尿素生产装置是采用荷兰Stamicarbon公司的CO₂气提全循环工艺；原料经过压缩升压、高压合成、低压分解与吸收、尿液蒸发造粒，再包装成尿素成品等工序。

生产管理上，经过多年创新，采用HSE管理、杜邦安全管理、“四有工作法”、“定期工作台历化”、“三个规程”、“四有一卡”等现代安全管理理念，强化生产过程受控，生产装置安全稳定长周期，尿素工艺理论不断丰富，尿素生产操作过程得以很好完善。

2. 现状分析

2.1 存在问题

因生产工艺的连续性，尿素装置蒸发系统中尿液泵处于长期连续运转状态。按照动设备的运行维护保养管理要求，定期进行运行机泵的倒泵切换、停运维护等设备方面的检查操作。由于尿液泵输送尿液，介质浓度高、温度高及存在游离态气氨的特性，造成尿液泵倒泵中频繁发生汽化现状。

2.2 现状调查

对2007.3月～2008.3月期间尿液泵倒泵次数与汽化次数的统计：

根据统计结果，2007.3月～2008.3月期间，尿液泵倒泵总计18次，其中发生汽化9次，达到总次数的50%。

2.3 影响结果

2.3.1 质量方面

尿液泵汽化，泵体打量瞬间下降，尿液泵出口流量大幅减少，造成蒸发系统断料，影响正常造粒，系统只能循环操作；高浓度高温度的尿液在循环过程中，缩合反应加剧，缩合产物——缩二脲增加，成品尿素控制指标缩二脲含量超标，尿素优级品率降低。

2.3.2 产量方面

因尿液泵汽化，泵体打量瞬间下降，蒸发系统断料而停止造粒，尿素工况不稳定，迫使整个尿素工艺系统降负荷，尿素装置生产能力降低，日产尿素量减少。

2.3.3 设备方面

尿液泵长时间的汽化，尿液泵抽空机封受损，机泵使用寿命下降；同时蒸发断料引起熔融尿素泵发生液位低而抽空，机封损坏，增加动设备的检修率，机泵不能及时备用。

2.3.4 物料平衡方面

尿液泵汽化，蒸发系统断料而停止造粒，用于蒸发系统的大量低压蒸汽放空，汽耗增加；蒸发真空冷凝产生的工艺冷凝液减少，系统水不平衡影响低压洗涤吸收，低压压力升高，影响后序工况。

3. 流程简述

尿液泵是将合成塔来的，经过低压分解闪蒸后收集在尿液槽中的72.2%左右的尿液，送到蒸发系统，再经过两段真空蒸发器浓缩后，造粒成尿素半成品。

4. 原因分析

4.1 工艺原因分析

由于尿液泵输送的尿液浓度高、温度高、介质存在游离氨等特点，切换操作过程中很容易引起泵体汽化。

根据尿素生产工艺控制，尿液泵输送的尿液组分中，尿素含量72.2％；游离态的氨含量0.60%；游离态的CO₂含量0.20%。经低压闪蒸后进入尿液槽中的尿液温度，正常生产温度控制在90℃～95℃。

机泵工作原理：当尿液泵进口压力接近或低于叶轮中心处的介质饱和蒸汽压时，造成叶轮处积聚气态，叶轮高速运转中发生气蚀或气缚，机泵打不上量。介质尿液温度过高时（如达到95℃以上），尿液中游离态的氨与CO₂更容易溢出，引起尿液泵发生汽化。具体如下：

4.1.1 开进口阀太快进口压力（静压）下降

尿液泵进口阀是一个4″截止阀，阀稍有开度将使尿液泵进口总管压力（静压）瞬间下降，接近或低于尿液饱和蒸汽压，使尿液中游离态的氨与CO₂溢出而造成泵汽化。

4.1.2 温度高时尿液中游离态的氨与CO₂溢出

进尿液泵的尿液组分中游离态的氨含量0.60%，游离态的CO₂含量0.20%。当压力稍有降低时，就会使尿液中的游离态的氨与CO₂溢出，引起泵汽化。尿液温度高时，尿液中的更容易溢出。

4.1.3 尿液槽液位低

尿液槽中尿液液位太低，尿液在泵进口处形成的压力（静压）低，倒泵开进口阀时，尿液槽内尿液液位形成的静压接近或低于尿液饱和蒸汽压，造成运行泵叶轮中心处的游离态的氨与CO₂溢出，引起泵汽化。

4.2 设备原因

    在正常生产中，由于运行尿液泵及其管线阀门等部件的故障或泄漏，迫使工艺上进行倒泵、交出检修操作；因设备原因，引起尿液泵倒泵，增加倒泵可能发生汽化次数，影响机泵正常运行。

5 应对措施

    根据上述因操作引起机泵倒泵汽化，流量瞬间下降，影响蒸发稳定现状。

5.1 操作控制要点

    倒泵时提高尿液槽内尿液液位，维持机泵进口较高静压，适当提高尿液饱和蒸汽压，控制机泵进口尿液温度，降低尿液中游离态组分。

5.1.1 控制开进口阀速度

开进口阀时，一定要控制开进口阀的速度，保持尿液泵进口静压足够高。以运行泵出口压力不波动时为依据，时间要控制适当长，操作要缓慢，直到开完为止。倒泵前及时提高尿液槽液位，增大进口静压。

5.1.2 控制尿液中游离氨浓度

总控人员调节优化系统，稳定低压系统压力在200kPa，使尿液中的游离态的氨与CO₂，在低压系统分解出来，降低尿液中的游离态的氨与CO₂。优化工艺各参数，严格控制进入尿液槽中的尿液温度在90℃～95℃之间。另外进口加入冷凝液降低尿液浓度，提高尿液饱和蒸汽压。

5.2 操作措施

5.2.1 现场操作具体措施

首先关小运行泵出口阀（关小至约为50%阀位）。通过进口管线串水阀进行加水（最好要用加压水）。开备用泵与运行泵泵体加水，泵体内充水灌漫泵。稍开备用泵出口阀，使尿液从出口倒回泵体内。 当备用泵压力表压力开始上升时，关出口阀，稍开进口阀少许，让尿液缓慢从进口阀处通入泵体内，并且操作时间要长，开阀动作幅度要小，防止尿液瞬间流入，引起运行泵进口吸入不足发生汽化。

5.2.2 总控操作具体措施

应配合现场，提前关小尿液流量控制阀，减少蒸发流量约10至20m³/h，降低尿液泵的打量，提高尿液槽液位，增加进口管线静压，防止倒泵时运行泵汽化。全开循环管线加水阀，给尿液槽加水，稍降低尿液浓度，提高尿液的饱和蒸汽压。控制蒸发一二段蒸汽加入量，维持一二段蒸发温度稳定。

5.3 加强设备管理

针对尿液泵在倒泵过程容易汽化的现状，加强设备上管理，消除影响机泵稳定运行的不利因素，杜绝倒泵发生，避免系统波动影响尿素成品质量。

引起尿液泵倒泵的因素具体有：机械密封泄露、轴振动大、轴承箱润滑不佳、管线或阀门漏、管线滤网堵塞、泵体故障打不上量及电机故障等。

根据可能引起倒泵的因素，应加强设备管理，制定消减措施。因材料原因造成机械密封磨损尿液泄露，影响机泵正常运行。设备管理上必须引进合格品牌的机械密封，消除材料不佳引起的机泵切换。另外，倒泵前尿液泵及时投加机械密封水，延长机械密封的使用寿命。

轴振动方面，提高检修质量。检修人员严格执行检修规程，提高检修精度；设备技术人员把关坚守检修质量关,消除检修原因引起轴振动。

轴承箱润滑不佳，加强工艺操作人员的巡检质量，严格执行机泵润滑“三级过滤”，确保油质油位油温良好。

管线或阀门漏、管线滤网堵塞、泵体故障打不上量，制定机泵滚动检修计划，很好的利用蒸发系统停运或装置检修，及早检修或更换部件，确保部件完好使用。

电机故障消除，督促电仪人员对电机的运行的时刻监控，杜绝电流过载，电压不稳等因素。工艺巡检上对电机的异常声音及时与电仪人员联系，消除电机因素故障。

5.4 规范工艺管理

尿液泵的运行正常与否，直接影响蒸发系统的稳定运行。稳定蒸发系统，主要是总控操作要稳定，加减蒸发流量幅度要小，加减流量要缓慢，切忌蒸发流量瞬间出现5m³/h左右加量与减量；蒸发一二段温度与真空要保持稳定，如果发生温度或真空的波动，将可能引起蒸发系统进行循环操作，最终给尿液泵增加流量。同时应控制甲醛的投加量，避免系统中脲醛物增多，蒸发循环或停车热煮时大量杂质赃物产生较多。

蒸发拉大槽时严格控制蒸发流量，防止尿液槽中杂质结晶物堵塞滤网与造粒喷头；同时尿液槽中介质浓度温度偏低，对蒸发系统一二段温度及真空构成影响，难以稳定控制。

前系统要运行正常，优化低压系统，防止低压超压及低压分解后的温度偏低，进入尿液小槽的尿液中游离氨增多，使尿液泵打量下降，引起运行泵汽化。

结束语

经过对倒泵汽化现象的分析，制定具体有效的措施后，尿液泵倒泵汽化的次数明显减少，蒸发系统运行得以稳定。

通过对2008.8～2009.1尿液泵倒泵次数的统计，尿液泵共倒泵10次，发生汽化2次，较以前收效明显。

由于操作人员的操作技能的不同，仍然存在尿液泵倒泵汽化的可能存在，加强操作培训，优化系统工况，提高设备管理，确保生产受控，是维护尿液泵稳定运行，降低不必要的倒泵现状发生。

参考文献：