尿素裝置的生產(chǎn)特點是:高溫、高壓、強腐蝕。原料液氨為易燃、易爆、有毒物質(zhì)。生產(chǎn)設(shè)備采用單系列、大機組,一旦發(fā)生故障,易造成事故。裝置具有一定的危險性。
(一)裝置事故統(tǒng)計分析
我國20世紀70年代引進的大型尿素裝置,在投產(chǎn)初期曾頻繁發(fā)生事故。從統(tǒng)計數(shù)字看,自1977年至1979的三年期間,投產(chǎn)的11套尿素裝置曾發(fā)生重大停車事故674次。其中,外部原因造成事故停車373次,占總事故次數(shù)的55.3%;設(shè)備事故停車269次,占總事故次數(shù)的39.9%。詳見表7—22。
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外因重大停車事故373次,按事故原因分類,詳見表7—23。
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設(shè)備重大停車事故269次,按設(shè)備類別分類統(tǒng)計,見表7—24。其中,二氧化碳壓縮機發(fā)生停車事故117次,位居第一,占設(shè)備重大停車事故總數(shù)的43.49%。
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設(shè)備事故中,主要設(shè)備發(fā)生重大停車事故160次。按設(shè)備類別分,見表7—25。
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從上述統(tǒng)計表可以看出,尿素裝置發(fā)生的重大停車事故674次中,位于首位的是外因引起的停車事故,停車次數(shù)為373次,占總數(shù)的55.3%。外因事故中,合成氨裝置停車造成的有172次,占外因事故總次數(shù)的46.1%。由此可見,合成氨裝置的生產(chǎn)運行情況對尿素裝置的正常生產(chǎn)影響最大。位于第二位的是設(shè)備重大停車事故,其次數(shù)為269次,占總次數(shù)的39.9%。設(shè)備事故停車中,以二氧化碳壓縮機發(fā)生的停車事故最多,為117次,占設(shè)備事故停車總次數(shù)的43.49%,占主要設(shè)備事故停車總次數(shù)的73.12%,而事故造成的損失也最大。
尿素裝置投產(chǎn)初期重大停車事故按廠逐年平均統(tǒng)計見表7—26。
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上表中,除1976年由于投產(chǎn)的5套生產(chǎn)裝置均在下半年,統(tǒng)計數(shù)字顯示偏低外。從表中可以看出:尿素裝置投產(chǎn)初期事故較多,隨著運行趨于正常,事故逐年減少。進入80年代,各廠相繼都實現(xiàn)了長周期、安全、穩(wěn)定運行。
從石化總公司1983年至1993年期間,收集的典型事故中看,收集的774例典型事故中,10套大型尿素裝置占11例。其中,人身傷亡事故3例,設(shè)備事故8例。設(shè)備事故中主要是高壓系統(tǒng)腐蝕及二氧化碳壓縮機事故。詳見表7—27。
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從事故統(tǒng)計數(shù)字可以看出:
(1)尿素裝置投產(chǎn)初期,事故發(fā)生頻繁。隨著各項管理工作加強,生產(chǎn)逐步穩(wěn)定,事故大幅減少,并實現(xiàn)了安全、穩(wěn)定、長周期運行。
(2)尿素裝置投產(chǎn)初期發(fā)生的停車事故中,外因事故停車占一半以上。說明尿素裝置穩(wěn)定行,應有一個良好的外部條件作保證。
(3)尿素裝置因設(shè)備腐蝕造成的停車事故,在設(shè)備事故停車中占有不小的比例。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,二氧化碳壓縮機造成的重大設(shè)備事故一直位居首位,產(chǎn)生原因主要是維護不當、違章作業(yè)和設(shè)計、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、高空墜落和機械傷害造成。
(二)開工時危險因素分析及其防范措施
尿素裝置開工過程包括:吹掃、置換、送氣(液);升溫與鈍化;壓縮機開車;合成系統(tǒng)開車(系統(tǒng)投料和出料);尿液蒸發(fā)與造粒;水解與解吸開車等步驟。開工中操作步驟相互交錯,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,時間緊湊,操作不當易引發(fā)事故。現(xiàn)將開工操作中存在的主要危險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、送氣等操作是開工中的前期操作。如在原始開工中(大修后),設(shè)備、管線內(nèi)存有雜質(zhì)未清除干凈。運行中雜質(zhì)會損壞閥門密封或堵塞設(shè)備、管線。在潤滑油中如存在雜質(zhì),會損壞軸瓦。在蒸汽中存在雜質(zhì),雜質(zhì)隨蒸汽進入透平,會損壞透平轉(zhuǎn)子葉片。二氧化碳氣體中存在雜質(zhì),進入壓縮機氣缸,會損壞壓縮機。如1979年4月,某化肥廠尿素裝置大修后開車,二氧化碳壓縮機開機升速時缸內(nèi)發(fā)生聲響,當即停機。事故造成轉(zhuǎn)子軸彎曲、密封片磨損,軸瓦、油擋磨損。事故原因是檢修時一尼龍布標簽遺漏在管道內(nèi),升速時隨氣流進入一級葉輪人口,造成轉(zhuǎn)子運行不平衡。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,被迫停車檢修。