重庆飞华环保科技有限责任公司 重庆长寿
摘要：本文介绍了飞华环保科技有限公司硝酸装置氨氧化炉在生产使用中发生的故障，并进行了分析，阐述了故障发生的原因，并提出了改进处理措施。
关键词：氨氧化炉；铂网；过热器。
概述
重庆飞华环保科技有限公司现有一套40万吨60%稀硝酸装置，其硝酸系统为双加压法，氨氧化炉设备作为该装置的核心设备，它的平稳、安全运行对硝酸装置的运行起着举足轻重的作用。
氨氧化炉炉体结构及流程简介
氨氧化炉管件多，结构紧凑负责，其由炉头、炉体、换热盘管等组成。工艺流程：按比例混合的氨和空气混合气从上部封头进入氨氧化炉，自上而下通过铂金网（催化剂）进行氨的氧化反应，同时生成NO和H20，反应温度为850～870℃，高温反应气体进入尾气再热器盘管间，与水冷盘管进行换热，温度降低后出氨氧化炉，再送往后续工序；水在氨氧化炉盘管内自下向上流动，吸收炉内筒体传递的热量，以保证外筒体的温度不致过高，从而保护炉体。
1常见故障及分析
1.1氧化炉过热器出口集箱上部管接口频繁出现裂纹
氧化炉过热器管中是来自汽包的饱和蒸汽，在氧化炉内进行热交换以形成过热蒸汽，氧化炉开车过程中过热管焊接口频繁出现过焊缝裂纹缺陷，焊缝裂纹多出现在焊缝热影响区，裂纹方向为沿焊缝方向，焊缝长度大概为2cm。
图1
1.2原因分析
1.2.1 管道焊接问题
1）该管道Φ42.4*4.05材质为12Cr1MoVG，含有微量元素Cr、Mo等。这些材料的加入使钢材的抗氧化性及耐热性增强，但也使刚才的脆硬性及焊接性变差，本身具有较强的延迟裂纹倾向。
2）焊接过程中的操作不当，如焊前、焊后热处理不当，焊接过程中线能力控制差，导致出现混晶组织，导致塑性结构差。
1.2.2 焊接结构
该换热管束为两列并排布置从炉内引出，如图示，再与下部的集箱连接，焊接组对存在较大的结构应力，且焊接位置狭小，操作难度大。
1.2.3 运行环境的影响
由于我公司的硝酸装置，是间断性运行，启停频繁，年开停车次数达到十余次左右，氧化炉的开车前预热及停车后的减温，必须缓慢进行。
1.2.4 工艺运行的影响
1）过热蒸汽夹液后，在高流速高质量的蒸汽水反复冲击管道转角及管壁，对蒸汽管道造成冲蚀，并增加该处的作用力。
2）管道蒸汽量不足，造成蒸汽盘管的超温及干烧。
2氨氧化炉催化剂筐弯曲变形
催化剂筐是氧化炉的核心部件之一，其是用来支撑铂网和装载拉西环，起催化反应床作用，其平面形状为蜂窝状，材质为Inconel600。设备在运行过程中温度接近900度，在使用了一段时间后，催化剂筐出现了翘曲变形（图3），催化剂筐与氧化炉壳体之间出现间隙，该处拉西环顺着缝隙掉落到预热回收段，造成氧化床塌陷（图2），部分氨气未经氧化反应，直接进入后端工序，与后端稀硝酸、氮氧化物气体等形成铵盐。
图2 图3
2.1 原因分析
2.1.1 催化剂筐不足以支撑铂网加拉稀环的重量，容易导致筐体出现变形。
2.1.2 筐体材质刚度差，受到高温后，筐体材质由于氧化反应本身的减薄，容易变形。
3氧化炉引压短接管出现腐蚀
氧化炉在正常运行中，出现了差压计低压侧引压短管Φ88.9*8出现穿孔现象，发生氮氧化物外漏事件，及时堵漏，确保系统的正常运行。装置停车后，对该引压管进行检查，发现该引压管短发生了化学腐蚀造成管子穿孔，且有硝盐堆积，腐蚀最严重地方已有4mm的腐蚀量，如图4。
图4
原因分析是由于设备在正常运行中，引压短管处形成了气体死区，且该处管道及阀门都未做保温，氮氧化物容易在管内冷凝残留成酸。
4针对氧化炉的故障问题处理措施
对该处过热器管全部更换，在焊接过程中严格执行热处理措施，每层焊缝一次连续焊完，焊接层间检查，控制焊接速度，焊接电流、电压。对管线进行重新保温，确保升降温缓慢进行。进行热处理后的无损探伤，确保无内部缺陷。
氨氧化炉催化剂筐吊出后，进行调平校正，对局部还是存在较大间隙的，在催化剂筐上焊接弧形板，以确保氧化床的连续完整性。
重新更换短节，并对该处管阀增加蒸汽伴热管并做保温处理。
结语
以上问题经处理改造以后，目前设备及系统运行情况都较好，我们将持续观察改造的彻底性及是否存在进一步处理空间，对出现的新问题及时分析、判断处理，为装置的平稳运行保驾护航
论文作者:宋少轩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/12
标签：催化剂论文; 蒸汽论文; 硝酸论文; 裂纹论文; 装置论文; 管道论文; 盘管论文; 《基层建设》2018年第22期论文;