尿素蒸发系统改造总结

尿素蒸发系统改造总结

王明

大唐呼伦贝尔化肥有限公司内蒙古呼伦贝尔021008

摘要：介绍了尿素蒸发系统在实际运行中出现的问题，针对问题进行的一系列技术改造以及改造后的运行情况。

关键词：蒸发系统；问题；改造效果

一、尿素蒸发系统改造注意事项

1.1蒸发系统的表冷器宜大不宜多

蒸发系统的表冷器在系统生产能力增大后，表冷器换热面积不足时最好是换大的，不要多增加设备而串联，因为换大后不会增加系统阻力，真空度好抽。实在不具备更换大设备的条件则要并联同时要合理配管防止偏流造成并联的表冷器分流不均而导致系统不稳。我公司蒸发系统二表冷的一个换热面积F=139m?的换热器，循环水走壳程，蒸发气相走管程，考虑到管间循环水结垢，换热效果不好，经考查决定增串1台二表冷，利用2009年6月份大修机会串入系统，但在系统开车之初就发现二蒸分离器真空度较难提，且真空度上升速度也较慢，后随着系统生产负荷的加大，不得不采用对新串入的二表冷进行连续冲水来维持系统的真空度，（注：只能维持在-0.094MPa的表压，尿素成品水份0.7%此时旧二表冷下液温度30C我们查找原因为原系统串入二表冷后蒸发气相阻力增大所致，加.上大修期间对原二表冷的列管进行了更换，换热效果也大大好转，后利用停车机会对新串入的二表冷进行了去除，去除新二表冷后旧二表冷下液温度上升到了33C，但真空度也好提，提真度时二段真空度上升的速度也较快，抽吸能力也强，二段真空度升高并维持到了-0.098MPa的表压，尿素成品的水份给持在0.4%左右，效果良好。

1.2确保喷射器A要与系统的生产能力相匹配

确保喷射器A要与系统的生产能力相匹配，不要相差太远，否则系统真空度不好提。我们大家都知道，喷射器的抽气能力-由喷射器的自身设计决定，二由喷射器的吸入和排出压力决定压缩比，如果一个系统喷射器在投产之初相匹配，但随着生产能力的不断扩大，在不更换大喷射器的情况下，降低喷射A的排出压力也相应地提高了A的抽气能力。

1.3二段蒸发分离器气相空间必须增设取压点并把显示引至控制室

二段蒸发分离器气相空间必须增设取压点并把显示引至控制室，同时在现场增加真空度现场指示，蒸发各气相管上及表冷器上封头以及二蒸分离器气相空间增加冲洗水。在分离器气相上增加取压点引至控制室是为了及时准确地了解二段蒸发器内尿液上的真空度，在正常情况下喷射器A进口或二表冷内的真空度可以代表二蒸内尿液的真空度，但在二蒸气相管发生堵塞时二者就相差太远，就不能真实地反映二蒸内的真空度了，这样在没有二蒸取压点的情况下就会产生误导，引起产品水分超标。在现场增加二蒸分离器气相真空表是为了防止取压管堵塞时而引起真空度假指示，产生误导引起质量事故。各气相增加冲水点是为了在系统有堵塞不易及时查出在什么部位时及时进行各点冲洗而解决，缩短处理时间，减少对生产的影响。

1.4水力喷射器吸收液冷却器的换热面积尽量要做的比设计能力大

大家都知道一般设计都有30%的余量，这种情况有时是不够的，这是因为有时蒸发系统吸收液的浓度和二段分解及蒸发分解吸收负荷受到各方面的影响而引起吸收反应热的不同。

二、尿素蒸发系统改造存在问题及分析

2.1蒸发系统提不起来负荷

在装置低负荷运行时，蒸发系统正常运行，但是当整个装置负荷提至95%以上后，发现蒸发系统负荷提不起来，进一段蒸发的流量调节阀FPV401开度达到100%，而流量显示最大值也只有47m/h，较高生产负荷时尿液槽液位持续上升，这就严重制约了蒸发系统负荷的提高，相应整个系统负荷的提高也受到了影响。

2.2蒸发二段经常满液

当进入一段蒸发流量达到52m/h时，二段蒸发液位控制阀LPV-401开度达到100%，但二段蒸发分离器（S402）下液视镜却经常出现满液现象，尿液在高温下停留时间过长，产品粒子中缩二脲含量.上升很多，甚至由于缩二脲含量超标出现不合格品，由于二段蒸发负荷受到限制严重影响了尿素产品质量。

2.3倒换喷头时结块尿素过多

在倒换造粒喷头时，由于进喷头的尿液流量控制不稳定，喷头溢料严重，导致刚造粒时产生较多结块尿素，尿素产品质量受到了很大影响。

2.4低压压力高导致蒸发真空度下降

根据二氧化碳汽提法尿素生产工艺设计，-一段蒸发分离器（S401）和二段蒸发分离器（S402）气相经过冷凝器冷凝吸收后，未吸收完的NHz、CO2等气体经喷射器进入到低压吸收塔进一步吸收。在生产过程中出现过由于低压吸收压力过高，造成喷射器背压过高，蒸发气相流通阻力增加，严重时造成蒸发真空度抽不到位，甚至引起蒸发系统短停。

三、尿素蒸发系统改造措施及效果

3.1更换进一段蒸发的尿液管线

针对蒸发系统提不起来负荷这一问题，2002年装置进行了改造，将尿液泵出口至一段蒸发加热器（E401）的管线由3更换为4，管线流通面积增加了约80%，尿液泵出口最大流量由47m/h上升至最大60m/h，约为正常负荷的115%，消除了蒸发系统打量不足的瓶颈问题。

3.2新增一条熔融泵出口管线

由于进一段蒸发的尿液管线由3更换为4，但二段蒸发却经常满液，经过多次的现场试验分析，排除了熔融泵打量不好和仪表故障等引起的原因，最后判断是上塔管线（熔融泵出口至造粒喷头管线）的问题。原设计管线尺寸为2，当系统负荷提高到52m/h时上塔管线内流量受到明显限制。2006年9月，新增一条了塔管线，原来的2管线继续保留，与3管线互为备用，管线上所有切断阀以及造粒塔顶部二段液位调节阀LPV401和三通循环阀XPV601也更换为3，改造后3管线的能力提高至56m/h.

为防止在倒换造粒喷头时，由于尿夜流量控制不稳定，喷头溢料严重，产生较多结块尿素，在上塔管线与循环管线之间增加一条副线，阀门使用旋塞阀，改造后的流程图造粒循环副线在蒸发系统打循环时使用。在蒸发造粒前打开副线阀，开始造粒时将一部分尿液经过循环副线循环至尿液槽，另一部分尿液进行造粒，再根据蒸发视镜情况以及观察喷头是否溢流，缓慢关小循环副线阀直至关闭，尿液全部造粒。在实际生产中，由于造粒循环副线的增加，在蒸发造粒时产生结块尿素的数量明显减少，产品质量得到了提高。

结束语

通过一系列技术改造，目前我装置蒸发系统操作平稳，并得到不断优化。截止到11月，2008年尿素产品优级品率达到了98.9%，创历史最好水平。为进-步提高产品质量和产量，我装置计划在以下方面进行改造：

（1）为解决由于杂物堵塞喷头小孔造成粒子结块，计划在循环三通阀（XPV601）后增加1台过滤器，将杂质进行过滤。

（2）增加一套造粒塔项粉尘回收装置，提高尿素产量。

参考文献：

[1]许昆岭.尿素蒸发系统改造总结[J].氮肥技术，2017，38（06）：10-12.

[2]郭存彪，王攀，刘锐杰.尿素装置蒸发系统改造总结[J].小氮肥，2016，44（08）：19-20.