一、重點(diǎn)部位及設(shè)備
(一)重點(diǎn)部位
1．高壓合成與汽提系統(tǒng)
高壓合成與汽提系統(tǒng)主要由合成塔、汽提塔、高壓冷凝器、高壓洗滌器四臺高壓設(shè)備組成。這四臺高壓設(shè)備集中安裝在一個(gè)高框架內(nèi)，是裝置的主要設(shè)備。合成、汽提系統(tǒng)操作壓力14MPa(表)，操作溫度在160—185℃范圍內(nèi)，工藝介質(zhì)為氨、二氧化碳、尿素和甲銨液工藝介質(zhì)具有強(qiáng)腐蝕性。
高壓設(shè)備密封發(fā)生泄漏，設(shè)備發(fā)生腐蝕而泄漏，都可造成設(shè)備事故、裝置停運(yùn)。高壓設(shè)備由承受高壓的外殼及耐腐蝕的內(nèi)襯組成，一旦內(nèi)襯腐蝕穿孔，外殼會(huì)很快腐蝕損壞。系統(tǒng)在運(yùn)行中如發(fā)生超溫、超壓也會(huì)加快腐蝕速度，造成重大設(shè)備事故。并有可能引發(fā)中毒、爆炸、火災(zāi)事故。???
汽提塔、高壓冷凝器、高壓洗滌器設(shè)備內(nèi)有換熱管束，如管子、管板發(fā)生腐蝕泄漏，還會(huì)污染蒸汽、冷凝液或調(diào)溫水；高壓洗滌器如操作不當(dāng)，還可能發(fā)生爆炸；合成塔由于操作溫度較高，易發(fā)生腐蝕。四臺高壓設(shè)備是裝置中安全監(jiān)控的重點(diǎn)設(shè)備。???
2．高壓泵區(qū)???
高壓泵區(qū)位于框架的一樓，主要由兩臺高壓氨泵和兩臺高壓甲銨泵組成。生產(chǎn)中，—開一備。???????
高壓氨泵壓縮介質(zhì)為液氨，出口壓力為16MPa(表)；高壓甲銨泵壓縮介質(zhì)為甲銨溶液，出口壓力為14．5MPa(表)。一般采用柱塞泵，用背壓式汽輪機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
由于壓力高，動(dòng)密封易發(fā)生泄漏。液氨如發(fā)生泄漏還可造成著火、爆炸、中毒事故。甲銨液大量泄漏也可造成人員傷害。
高壓氨(甲銨)泵運(yùn)行中如發(fā)生重大設(shè)備事故，也可造成全裝置停車。
(二)重點(diǎn)設(shè)備
1．二氧化碳壓縮一透平機(jī)組
二氧化碳壓縮機(jī)為離心式多級壓縮機(jī)組，用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)為兩缸、四段、多級的離心式壓縮機(jī)。低壓缸轉(zhuǎn)速約7000r／min，高壓缸轉(zhuǎn)速約13900r／min，功率7600kW左右，壓縮介質(zhì)為二氧化碳?xì)怏w，人口壓力一般0．02MPa(表)，出口壓力14．5MPa(表)。透平為中壓、抽汽、冷凝式透平，人口蒸汽壓力3．8MPa(表)。
二氧化碳壓縮機(jī)組在高壓、高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，密封、潤滑條件要求高，控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)雜。運(yùn)行中如發(fā)生喘振、帶液、軸瓦磨損、氣封損壞等都可造成機(jī)組停車。由于設(shè)備復(fù)雜，維修、安裝要求高，如維護(hù)不當(dāng)也容易引起機(jī)組故障或設(shè)備損壞。二氧化碳在一定的條件下，還具有腐蝕性，可造成設(shè)備腐蝕損壞。由于二氧化碳壓縮機(jī)組為單系列設(shè)備，一旦發(fā)生停機(jī)事故，尿素裝置都被迫停車。該機(jī)組是裝置關(guān)鍵重點(diǎn)設(shè)備，也是安全監(jiān)控的重點(diǎn)設(shè)備。
2．尿素合成塔
合成塔是尿素裝置中體積、重量最大的設(shè)備，也是裝置的“心臟”設(shè)備。殼體用普通低合金鋼制成，承受塔內(nèi)的高壓；內(nèi)襯采用316L不銹鋼，可耐尿素一甲銨液的腐蝕。塔內(nèi)設(shè)有多層篩板。
在生產(chǎn)過程中，塔內(nèi)尿素和甲銨混合溶液，對設(shè)備有強(qiáng)腐蝕作用，在高溫、高壓下腐蝕尤為嚴(yán)重。如操作不當(dāng)，發(fā)生超溫、超壓、鈍化膜破壞，腐蝕會(huì)加劇而造成設(shè)備損壞。嚴(yán)重時(shí)，甚至發(fā)生設(shè)備爆炸事故，造成災(zāi)難性的后果。
二、危險(xiǎn)因素分析及其防范措施
尿素裝置的生產(chǎn)特點(diǎn)是：高溫、高壓、強(qiáng)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(jī)組，一旦發(fā)生故障，易造成事故。裝置具有一定的危險(xiǎn)性。
(一)裝置事故統(tǒng)計(jì)分析
我國20世紀(jì)70年代引進(jìn)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(jì)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。
外因重大停車事故373次，按事故原因分類，詳見表7—23。
設(shè)備重大停車事故269次，按設(shè)備類別分類統(tǒng)計(jì)，見表7—24。其中，二氧化碳壓縮機(jī)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％。
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。
從上述統(tǒng)計(jì)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(yùn)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(jī)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(jì)見表7—26。
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(jì)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(yùn)行趨于正常，事故逐年減少。進(jìn)入80年代，各廠相繼都實(shí)現(xiàn)了長周期、安全、穩(wěn)定運(yùn)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(jī)事故。詳見表7—27。
