從事故統(tǒng)計(jì)數(shù)字可以看出:
(1)尿素裝置投產(chǎn)初期,事故發(fā)生頻繁。隨著各項(xiàng)管理工作加強(qiáng),生產(chǎn)逐步穩(wěn)定,事故大幅減少,并實(shí)現(xiàn)了安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。
(2)尿素裝置投產(chǎn)初期發(fā)生的停車(chē)事故中,外因事故停車(chē)占一半以上。說(shuō)明尿素裝置穩(wěn)定運(yùn)行,應(yīng)有一個(gè)良好的外部條件作保證。
(3)尿素裝置因設(shè)備腐蝕造成的停車(chē)事故,在設(shè)備事故停車(chē)中占有不小的比例。事故原因主要是設(shè)備鈍化被破壞和采用了不耐腐蝕的材料。
(4)尿素裝置設(shè)備事故中,二氧化碳?jí)嚎s機(jī)造成的重大設(shè)備事故一直位居首位,產(chǎn)生原因主要是維護(hù)不當(dāng)、違章作業(yè)和設(shè)計(jì)、安裝存在缺陷。
(5)人身傷亡事故集中發(fā)生在造粒單元,主要是物體打擊、高空墜落和機(jī)械傷害造成。
(二)開(kāi)工時(shí)危險(xiǎn)因素分析及其防范措施
尿素裝置開(kāi)工過(guò)程包括:吹掃、置換、送氣(液);升溫與鈍化;壓縮機(jī)開(kāi)車(chē);合成系統(tǒng)開(kāi)車(chē)(系統(tǒng)投料和出料);尿液蒸發(fā)與造粒;水解與解吸開(kāi)車(chē)等步驟。開(kāi)工中操作步驟相互交錯(cuò),又一環(huán)扣一環(huán),相互銜接,相互影響,而且工藝參數(shù)變化大,時(shí)間緊湊,操作不當(dāng)易引發(fā)事故?,F(xiàn)將開(kāi)工操作中存在的主要危險(xiǎn)因素及其防范措施分析如下:
1.設(shè)備(管道)吹掃、置換、送氣(液)操作
設(shè)備(管道)吹掃(清掃)、置換、送液、送氣等操作是開(kāi)工中的前期操作。如在原始開(kāi)工中(大修后),設(shè)備、管線內(nèi)存有雜質(zhì)未清除干凈。運(yùn)行中雜質(zhì)會(huì)損壞閥門(mén)密封或堵塞設(shè)備、管線。在潤(rùn)滑油中如存在雜質(zhì),會(huì)損壞軸瓦。在蒸汽中存在雜質(zhì),雜質(zhì)隨蒸汽進(jìn)入透平,會(huì)損壞透平轉(zhuǎn)子葉片。二氧化碳?xì)怏w中存在雜質(zhì),進(jìn)入壓縮機(jī)氣缸,會(huì)損壞壓縮機(jī)。如1979年4月,某化肥廠尿素裝置大修后開(kāi)車(chē),二氧化碳?jí)嚎s機(jī)開(kāi)機(jī)升速缸內(nèi)發(fā)生聲響,當(dāng)即停機(jī)。事故造成轉(zhuǎn)子軸彎曲、密封片磨損,軸瓦、油擋磨損。事故原因是檢修時(shí)一尼龍布標(biāo)簽遺漏在管道內(nèi),升速時(shí)隨氣流進(jìn)入一級(jí)葉輪入口,造成轉(zhuǎn)子運(yùn)行不平衡。1980年某化肥廠、1984年某公司化肥廠都發(fā)生尿素裝置汽提塔被雜質(zhì)及甲銨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,汽提塔出液超溫,循環(huán)系統(tǒng)超壓,被迫停車(chē)檢修。
尿素裝置生產(chǎn)中,另一個(gè)特點(diǎn)是尿素、甲銨液易冷凝、結(jié)晶,造成設(shè)備、管道堵塞。開(kāi)工前,應(yīng)將結(jié)晶物清理、沖洗干凈。結(jié)晶物堵塞管道、設(shè)備,往往會(huì)使開(kāi)工過(guò)程受阻,被迫重新停車(chē)處理。各廠開(kāi)工中,都遇到過(guò)如尿液上塔管堵塞、高壓甲銨泵出口堵塞、甲銨管線堵塞等情況。特別是安全閥人口、出口管道若發(fā)生堵塞,那是極其危險(xiǎn)的。開(kāi)工前,應(yīng)認(rèn)真檢查、沖洗、吹掃干凈。1977年某化肥廠,尿素裝置高壓洗滌器氣相連通管被甲銨結(jié)晶堵塞(內(nèi)徑136mm管道,堵塞后僅剩20mm)。由于開(kāi)工前未發(fā)現(xiàn),開(kāi)車(chē)中高壓洗滌器壓差大,造成防爆隔板破裂,合成塔超壓,被迫停車(chē)檢修。
開(kāi)工中,液氨管道送氨前應(yīng)用氮?dú)庵脫Q,禁止可燃?xì)怏w直接置換空氣。送液(氣)操作前還應(yīng)認(rèn)真檢查確認(rèn)閥門(mén)開(kāi)關(guān)的狀態(tài),防止誤操作造成事故。如某化工廠開(kāi)車(chē)中,操作人員誤將高壓分解塔到高壓吸收塔冷卻器閥門(mén)關(guān)死,造成高壓分解系統(tǒng)超壓。又如某化肥廠在開(kāi)車(chē)中,進(jìn)高壓冷凝器的氨截止閥未開(kāi)就啟動(dòng)高壓氨泵,造成安全閥啟跳不能復(fù)位,停車(chē)13h。
防范措施:一是開(kāi)工前設(shè)備、管線應(yīng)清掃于凈;二是吹掃、置換作業(yè)應(yīng)檢驗(yàn)、分析合格;三是開(kāi)工前應(yīng)開(kāi)啟沖洗泵,用熱冷凝液將管道沖洗干凈;四是開(kāi)工中應(yīng)按“規(guī)程”要求及時(shí)開(kāi)啟伴管蒸汽及吹掃蒸汽;五是開(kāi)工操作前,要確認(rèn)閥門(mén)(盲板)開(kāi)關(guān)狀態(tài)是否符合要求;六是開(kāi)工中應(yīng)定期檢查、清洗泵進(jìn)、出口過(guò)濾器;七是吹掃、置換排放口要有安全設(shè)施,防止發(fā)生意外事故。
2.高壓系統(tǒng)升溫、鈍化
裝置開(kāi)工中,設(shè)備(管線)要由常溫、常壓提升到操作溫度、操作壓力。操作中升溫
壓都要保持一定的速率,要防止升溫、升速過(guò)快損壞設(shè)備。尿素裝置高壓設(shè)備的內(nèi)襯和外殼是由不同材料制成的,升溫升壓速度過(guò)快產(chǎn)生的應(yīng)力往往會(huì)損壞設(shè)備。操作中應(yīng)特別注意。
高壓系統(tǒng)投料前,都要進(jìn)行設(shè)備鈍化操作,讓設(shè)備表面氧化生成一層氧化膜,以防止設(shè)備腐蝕。如設(shè)備未經(jīng)鈍化,其腐蝕速度與鈍化過(guò)的相差1000倍以上。因此,鈍化操作是關(guān)鍵性操作。如開(kāi)車(chē)操作中,鈍化時(shí)間不足,投料后,由于腐蝕速度快,成品尿素中含鎳量趕高。往往被迫再次停車(chē),重新鈍化操作,反而會(huì)造成更大的損失-o尿素裝置投產(chǎn)初期,由于開(kāi)停車(chē)頻繁,不少裝置曾發(fā)生過(guò)類(lèi)似情況。???
防范措施:按操作規(guī)程進(jìn)行鈍化、升溫、升壓操作。操作中要控制溫度、壓力、氧氣含量以及鈍化時(shí)間,并達(dá)到指標(biāo)值。操作中還要控制升溫、升壓速率,并防止合成塔上下溫差過(guò)大。升溫鈍化中,還要注意排液,保持汽提塔液位。
3.合成開(kāi)車(chē)(系統(tǒng)投料與出料)
合成開(kāi)車(chē)包括高壓系統(tǒng)投二氧化碳、投氨;合成塔建立液位、出料;汽提塔進(jìn)料、出料;高、低壓系統(tǒng)建立循環(huán)等。開(kāi)車(chē)操作中程序多、時(shí)間短。如操作不當(dāng)易發(fā)生超溫、超壓、爆炸、“倒流”等事故。
(1)合成系統(tǒng)超壓???
合成系統(tǒng)開(kāi)車(chē)中,如高壓冷凝器氨、二氧化碳冷凝不好,高壓洗滌器發(fā)生堵塞、二氧化碳?xì)怏w發(fā)生“倒流”等,都會(huì)造成合成塔超壓。1978年,某天然氣化工廠尿素裝置合成開(kāi)車(chē)投料后,合成塔在放空閥全開(kāi)下,壓力高達(dá)158kgf /cm2(155kPa)。無(wú)法出料維持正常生產(chǎn)被迫停車(chē)排放。事故原因是操作不當(dāng)引起的。由于投料時(shí),高壓冷凝器汽包蒸汽補(bǔ)給閥開(kāi)度大,液位低、溫度高,造成氨、二氧化碳在高壓冷凝器中不冷凝。大量氣體進(jìn)入高壓洗滌器,產(chǎn)生結(jié)晶又造成堵塞。引起合成塔超溫、超壓。???
(2)二氧化碳?xì)饬鞯摹暗沽鳌薄?/p>
合成系統(tǒng)在出料時(shí),如操作不當(dāng),會(huì)造成二氧化碳?xì)怏w“倒流”。“倒流”也可造成合成塔超壓。???
二氧化碳?xì)饬鞯摹暗沽鳌笔侵付趸細(xì)怏w不按正常流程進(jìn)人高壓冷凝器,而是從合成塔出液管反向進(jìn)入合成塔頂部,從高壓洗滌器出口離開(kāi)高壓系統(tǒng)。“倒流”事故大多發(fā)生在出料時(shí),產(chǎn)生原因是出料管液封消失和合成塔出液閥開(kāi)度過(guò)大。1977年1月某化肥廠、1977年4月北方某化肥廠、1978年2月某天然氣化工廠,尿素裝置開(kāi)車(chē)出料時(shí),都發(fā)生過(guò)二氧化碳?xì)饬鳌暗沽鳌笔鹿省?/p>
(3)高壓洗滌器尾氣燃燒爆炸???
高壓洗滌器出口尾氣中含有C02、NU3、H2、O2、N2等氣體。如冷凝溫度低,可造成尾氣中二氧化碳及氨含量下降,而形成爆炸性氣體。開(kāi)工操作中,由于溫度較低,冷凝量大,易發(fā)生尾氣燃燒、爆炸事故。1977年某化肥廠尿素裝置開(kāi)車(chē),合成塔出料時(shí),打開(kāi)高壓洗滌器氣相出口閥后,尾氣在管內(nèi)燃燒,出口管線被燒紅。事故原因是高壓洗滌器調(diào)溫水僅86℃(指標(biāo)125℃)未及時(shí)提溫,造成尾氣中二氧化碳、氨含量過(guò)低,尾氣組成進(jìn)入燃燒、爆炸范圍。
(4)循環(huán)系統(tǒng)超壓
高壓系統(tǒng)出料時(shí),如汽提塔溫度未及時(shí)提高或汽提塔存在故障,造成汽提效率低時(shí),過(guò)量的甲銨進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng),會(huì)造成循環(huán)系統(tǒng)超壓。生產(chǎn)中,如汽提塔液位過(guò)低,大量高壓氣竄入循環(huán)系統(tǒng),也會(huì)造成系統(tǒng)超壓,嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備爆炸。開(kāi)工出料過(guò)程中要注意防范。
防范措施:合成系統(tǒng)開(kāi)車(chē),由于時(shí)間短、步驟多、操作交替進(jìn)行,一定要嚴(yán)格按開(kāi)工操作規(guī)程進(jìn)行操作。操作中,并注意以下幾點(diǎn):
?、俸铣伤鲆汗鼙3炙?,防止二氧化碳“倒流”;②汽提塔進(jìn)料時(shí),要及時(shí)調(diào)整殼側(cè)蒸汽壓力,防止汽提效率低;③高壓冷凝器要控制好汽包液位和蒸汽壓力,防止冷凝效率低;④高壓洗滌器要及時(shí)調(diào)節(jié)、提高調(diào)溫水溫度,防止氨、二氧化碳過(guò)度冷凝;⑤汽提塔出料要保持液位,防止液位低,高壓氣竄人低壓循環(huán)系統(tǒng)。
4.蒸發(fā)、造粒開(kāi)車(chē)
蒸發(fā)、造粒單元開(kāi)車(chē)中,應(yīng)控制好真空度和蒸發(fā)溫度。如真空度與蒸發(fā)溫度控制不當(dāng),往往會(huì)造成尿素成品中水分含量高或造成結(jié)晶堵塞。如尿素成品中水分高,還可造成尿素結(jié)塊、粘塔。如1980年某化肥廠尿素裝置蒸發(fā)開(kāi)車(chē)中,由于二段蒸發(fā)溫度過(guò)低,真空提的快,上造粒塔的熔融尿液管線發(fā)生堵塞。由于處理時(shí)間長(zhǎng),裝置被迫封塔停車(chē)。
防范措施:按開(kāi)工操作規(guī)程的要求進(jìn)行開(kāi)車(chē)操作。操作中注意先提蒸發(fā)溫度,后提真空,并防止真空提的過(guò)快。各項(xiàng)工藝指標(biāo)達(dá)到正常值后,再進(jìn)行造粒操作。
5.壓縮一透平機(jī)組開(kāi)車(chē)
二氧化碳?jí)嚎s一透平機(jī)組開(kāi)車(chē)包括前期準(zhǔn)備、油循環(huán)、調(diào)試、暖管暖機(jī)、置換、沖轉(zhuǎn)、過(guò)臨界轉(zhuǎn)速、提速提壓等操作。開(kāi)車(chē)操作中,如操作不慎或設(shè)備存在缺陷,可發(fā)生振動(dòng)大、軸瓦溫度高以及氣封、轉(zhuǎn)子損壞等設(shè)備事故。1988年某化工廠,尿素車(chē)間二氧化碳?jí)嚎s機(jī)開(kāi)車(chē)提轉(zhuǎn)速中,由于轉(zhuǎn)速與出口壓力不匹配,造成壓縮機(jī)高壓缸三、四段缸葉輪、六塊隔板以及軸封、密封全部損壞,事故直接經(jīng)濟(jì)損失20萬(wàn)元。事故原因:一是轉(zhuǎn)速與壓力不匹配;二是人口壓力波動(dòng);三是軸位移聯(lián)鎖未投用。1979年某化肥廠,尿素車(chē)間二氧化碳?jí)嚎s機(jī)透平由于存在設(shè)計(jì)制造缺陷,開(kāi)車(chē)中發(fā)生透平第七級(jí)葉輪葉片斷裂事故。同年,另一化肥廠同型號(hào)透平也發(fā)生葉片斷裂事故。
防范措施:開(kāi)車(chē)實(shí)行操作票制度,防止誤操作發(fā)生;開(kāi)車(chē)操作中遇到不正常情況應(yīng)及時(shí)處理,防止事故擴(kuò)大;聯(lián)鎖及各種安全設(shè)施應(yīng)投用,以保護(hù)設(shè)備和人身安全。???
(三)停工時(shí)危險(xiǎn)因素分析及其防范措施???
裝置停工有短期停車(chē)(高壓系統(tǒng)封塔)及長(zhǎng)期停車(chē)(高壓系統(tǒng)排放)兩種。停工中存在的危險(xiǎn)因素有腐蝕、結(jié)晶堵塞、倒液、爆炸等。介紹如下:
1.封塔造成的腐蝕???
高壓設(shè)備耐尿素、甲銨液腐蝕的機(jī)理是不銹鋼表面保持一層鈍化膜。封塔后,由于停止通人氧氣,液相中氧氣含量會(huì)不斷下降。封塔時(shí)間過(guò)長(zhǎng),液相中氧氣含量下降到一定程度時(shí),會(huì)引起不銹鋼表面鈍化膜破壞而活化,而加快腐蝕速度。裝置投產(chǎn)初期,由于封塔次數(shù)多,封塔時(shí)間過(guò)長(zhǎng),往往易發(fā)生腐蝕。如1977年,某化肥廠尿素裝置,由于停車(chē)封塔時(shí)間過(guò)長(zhǎng),開(kāi)車(chē)后尿素呈紅色,分析成品尿素中鎳含量高達(dá)3.7×10-6(指標(biāo)<0.2×10-6)。?
防范措施:按操作規(guī)程要求進(jìn)行封塔操作。確保封塔條件,嚴(yán)格限制封塔時(shí)間。停車(chē)前,若發(fā)生斷氧,應(yīng)禁止封塔,系統(tǒng)進(jìn)行排放,重新升溫鈍化。???