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氢气处理工序故障的研究与解决

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-03-28 19:18:33 来源: 作者:用户44935    浏览次数:0    
摘要

氢气处理工序分析的主要任务是降低氢气的水含量,减少夹带的碱雾等杂质,加压输送到下一工序。它是氯碱生产中的一个关键工序,关系着系统的安全、可靠、经济、稳定运行。1 氢气处理工艺及运行情况 河南神马氯碱发展公司20万t/a烧碱项目筹建于2008年12月,2010年1月投料试运行。氯氢处理工序大量采用新工艺、新设备,自控化程度很高,安全生产保障能力得到极大提高。 由电解来的高温湿氢气(7085 ℃)首先...

氢气处理工序分析的主要任务是降低氢气的水含量,减少夹带的碱雾等杂质,加压输送到下一工序。它是氯碱生产中的一个关键工序,关系着系统的安全、可靠、经济、稳定运行。

1 氢气处理工艺及运行情况

河南神马氯碱发展公司20万t/a烧碱项目筹建于2008年12月,2010年1月投料试运行。氯氢处理工序大量采用新工艺、新设备,自控化程度很高,安全生产保障能力得到极大提高。

由电解来的高温湿氢气(7085 ℃)首先进入氢气洗涤塔下部,自下而上与氢气洗涤液逆流接触。一方面,氢气被冷却至45 ℃左右,另一方面,也除去了氢气中大部分水分和夹带的碱雾。从洗涤塔顶出来的氢气进入氢气压缩机加压至约0.1 MPa,温度升至约60 ℃。加压后的氢气经Ⅰ、Ⅱ段氢气冷却器(分别用循环水和冷冻水冷却)将氢气冷却至1215 ℃,再经水雾捕集器除去氢气夹带的水雾,防止输送管路在低温环境下结冰。除水后的氢气从分配台送至各用户。

该公司的氢气处理系统采用成熟工艺、先进设备和先进的DCS操作控制系统,给安全生产带来的多重保障,但是,开车以来氢气处理系统出现了2次事故。2009年12月某日,在系统开车氢压机带量过程中,开启01ZV229阀时,系统压力突然急速升高,氢气正水封瞬间冲破,电解氯氢压差高报连锁启动,全线停车。2010年2月某日凌晨5点,操作人员发现氢压机汽液分离器液位偏低,在给氢气压缩机组补水时,气液分离器液位由48%左右迅速降至6%左右,导致氢气压缩机丧失抽力,造成系统压力大幅波动。

以上2次事故,一次造成系统停车,一次造成系统大幅波动,严重影响了公司的安全稳定运行。

2 问题分析

2.1全线停车事故分析

2.1.1事故过程

在第1起事故中,操作人员在开车前期,根据要求对氢气系统进行了氮气置换。但在对01ZV229阀后至氢气分配台进行充氮置换操作时,误将氢气压缩机进出口关闭,导致氮气自氢气水洗塔前进入氢处理系统后,在水洗塔至氢气压缩机进口段形成闭式环境,环境压力升至400 kPa。当再次开启01ZV229阀时,残存高压氮气一路从正压水封冲出;另一路经氢气总管至电解工序氢气自控阀01PCV226,导致电解氯氢压差高报停车。

2.1.2事故原因分析

该事故的发生主要有2方面的原因导致:

       (1)操作人员没有完全理解氢处理连锁设置。

整流全停、透平机全停、氢气压缩机全停连锁是一级连锁,它们互为条件,只要1个连锁达到停车条件,其他2个停车连锁就自动启动。这3个连锁启动后,就会导致氯氢处理相关自控阀动作。一级连锁启动。其中01PDV218为事故氯阀门,01ZV219为氯气总管切断阀。

(2)操作人员责任心不强,未及时发现氢气水洗塔前压力上涨。氢气洗涤塔塔前压力显示有现场表和远传显示2种。操作人员在充氮置换时没有检查系统是否畅通,再次开车时仍没有检查氢气系统压力是否正常。

2.2

氢气压缩机丧失抽力事故分析第二次事故是氢气压缩机B液位由50%下降至48%时,操作人员到现场打开加水阀加水,然而气液分离器液位快速降至6%,导致氢气压缩机丧失抽力,氢处理压力大幅波动,操作人员关闭工作液循环泵后,正常加水。加水至正常液位后,氢气压缩机抽力恢复正常。

循环液工作泵出口压力为0.4 MPa,当时纯水压力仅为0.35 MPa。操作人员开启加水阀门后,气液分离器内工作液被压回纯水加水管中,导致氢气泵液位迅速下降。加水阀位置的设计缺陷是本次事故的主要原因,操作人员没有检查纯水压力也是事故发生的重要原因之一,气液分离器液位计浮子卡死,出现假液位,是事故发生的诱因。

3 改进措施

3.1加强职工培训

(1)加强员工的责任心教育,完善奖惩制度,使广大员工切实认真、负责地操作。

(2)加强员工技术培训。通过每周一题、每月一考、事故案例分析等措施,提高操作理论及技术水平,避免失误操作。通过现场提问、技术比武等形式提高员工实际操作水平。

3.2工艺改进

由于加水阀位置设计缺陷。当高纯水压稍低于泵出口压力,就会出现高纯水倒流的现象,危及安全生产。因此,将加水阀改到循环液泵进口优化。经过优化后,即使高纯水压力低于0.4 MPa(不低于气液分离器压力),也不会出现工作液倒流现象。另外,往氢气泵加水时,严格控制纯水压力工艺指标≥0.5 MPa。加强职工培训和工艺改造后,未再发生同类事故,系统安全稳定生产。

 
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