張菊青，王小敏

(1. 河南同生環(huán)境工程有限公司 河南 鄭州 451000;2. 河南平煤神馬開封東大化學(xué)有限公司, 河南 開封 475000)

河南平煤神馬開封東大化學(xué)有限公司擴(kuò)建10萬t/a燒堿配套新上了氯氣處理系統(tǒng)，合并處理老5萬t/a燒堿的氯氣；新上2套氫氣處理系統(tǒng)，分別處理2套燒堿裝置生產(chǎn)的氫氣。其中氯氣處理系統(tǒng)的主要設(shè)備包括1臺氯水洗滌塔，1臺鈦冷卻器，1臺組合式干燥塔及A、B、C 3臺氯氣透平機(jī)，氯氣透平機(jī)型號LYJ-2200/0.36，電動機(jī)功率180 kW，主軸轉(zhuǎn)速20 000 r/min,于2007年7月投入生產(chǎn)使用，目前已運行10多年。因設(shè)備腐蝕、電氣故障等多次出現(xiàn)氯氣透平機(jī)損壞事故，僅2019年就發(fā)生3次氯氣換熱器泄漏和2次透平機(jī)跳閘事故，嚴(yán)重影響了公司的正常生產(chǎn)運行。

1 氯氣處理工藝流程

電解來的高溫濕氯氣經(jīng)氯水洗滌塔洗滌后，通過鈦管冷卻器與8 ℃水換熱冷卻，再通過組合式干燥塔內(nèi)的濃硫酸去除水分，經(jīng)酸霧捕集器捕集酸霧后變?yōu)楦稍锫葰猓陕葰馔钙綑C(jī)一級吸入口進(jìn)入一級壓縮缸，壓縮后氣體經(jīng)過一級冷卻器冷卻后由二級吸入口進(jìn)入二級壓縮缸，壓縮后進(jìn)入二級冷卻器，冷卻后進(jìn)入氯氣分配臺送往氯氣液化工段。

2 事故實例

2.1 事故案例一

2019年4月22日，電解槽開車前，氯氣透平機(jī)B機(jī)投入運行，電解槽開始升電流后，發(fā)現(xiàn)氯水洗塔前氯氣出現(xiàn)正壓，透平機(jī)帶不上量，立即停車，檢查發(fā)現(xiàn)透平機(jī)一級氯氣與水換熱的換熱器泄漏，透平機(jī)二級高速軸及葉輪腐蝕，不能繼續(xù)使用，需要立即返廠維修。

直接原因：氯氣透平機(jī)B機(jī)一級換熱器透水，水從透平機(jī)一級進(jìn)口與氯氣一起抽入，水與氯氣立即生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)方程式如下：

生成的次氯酸極易分解為HCl，并放出新生態(tài)的氧，新生態(tài)的氧具有更強(qiáng)的氧化性，所以含水氯氣具有強(qiáng)烈的氧化性，強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)迅速與氯氣透平機(jī)泵內(nèi)金屬部件發(fā)生氧化還原反應(yīng)，造成二級高速軸及葉輪腐蝕報廢，泵頭損壞嚴(yán)重，無法正常工作。

氯氣透平機(jī)B機(jī)5月13日泵頭修復(fù)后返回安裝，5月19日公司大修完成，開車調(diào)試正常后投入運行。

2.2 事故案例二

2019年4月27日6：00，操作人員巡檢發(fā)現(xiàn)循環(huán)水回水池內(nèi)漂浮大量白色泡沫，周圍伴有氯氣味道，用pH試紙測試各臺氯壓機(jī)換熱器循環(huán)水出水，發(fā)現(xiàn)透平機(jī)C機(jī)二級換熱器出水pH值是2，呈強(qiáng)酸性，判斷換熱器泄漏，立即做倒機(jī)處理。由于處理及時，避免了更大的設(shè)備損壞事故。

2.3 事故案例三

2019年5月11日12:37:01，氯氣透平機(jī)C機(jī)突然跳閘停車，操作人員發(fā)現(xiàn)后為防止氯氣大正壓造成透平機(jī)A機(jī)喘振，手動點停了A機(jī)。12:37:58，DCS出現(xiàn)LY-C0401A氯壓機(jī)A機(jī)停止信號，同時出現(xiàn)LYJQT信號；12:37:59，出現(xiàn)AAAAAA公用聯(lián)鎖信號，同時出現(xiàn)YSA-101A、B、C、D、E、F(整流器A-F聯(lián)鎖停車信號)，R-230整流器A、B、C、D、E、F聯(lián)鎖停車，新、老電解槽全部聯(lián)鎖停車；12:38:09，出現(xiàn)YSA-C0441A1、B1、C1(氫壓機(jī)聯(lián)鎖停車信號)，10萬t/a系統(tǒng)氫壓機(jī)A、B、C聯(lián)鎖停車，同時出現(xiàn)ZLQQT(整流器全停信號)。

事故原因：停車檢查發(fā)現(xiàn)氯氣透平機(jī)C機(jī)電動機(jī)軸承抱死，電動機(jī)損壞。停車拆除后送電動機(jī)廠家維修。

此次事故中，老電解3臺電解槽全部聯(lián)鎖停車后，配套的5萬t/a A氫壓機(jī)因儀表控制線傳輸接線斷開，“全部電解槽跳閘聯(lián)鎖氫壓機(jī)跳閘”的聯(lián)鎖未得到執(zhí)行，造成電解槽內(nèi)氫氣系統(tǒng)壓力低于氯氣壓力，槽內(nèi)出現(xiàn)-15 kPa的大負(fù)壓差，電解槽極網(wǎng)變形。操作人員停車5 min后發(fā)現(xiàn)氫壓機(jī)仍在運行中，手動點停了氫壓機(jī)。

2.4 事故案例四

2019年5月31日，因斷電，3臺透平機(jī)跳閘，氯氣透平機(jī)B機(jī)一級換熱器再次透水，一二級葉輪腐蝕報廢，泵頭返廠維修。

3 技術(shù)改造措施

針對5月11日透平機(jī)C機(jī)電動機(jī)燒壞和5月31日3臺透平機(jī)同時跳閘2次生產(chǎn)事故，分析造成事故的直接原因是設(shè)備老化，發(fā)生縫隙腐蝕泄漏，造成透平機(jī)損壞；間接原因是循環(huán)水水質(zhì)差，水內(nèi)氯根含量高、鹽分高，造成化學(xué)腐蝕，致使焊縫處更易發(fā)生腐蝕，造成設(shè)備泄漏，出現(xiàn)生產(chǎn)事故。為避免再次出現(xiàn)類似生產(chǎn)事故，進(jìn)行了以下技術(shù)改造。

3.1 更改氯氣透平機(jī)換熱器循環(huán)水出口管道

氯氣透平機(jī)一級、二級換熱器多次出現(xiàn)腐蝕泄漏，尤其是一級換熱器泄漏后，列管內(nèi)循環(huán)水進(jìn)入干氯氣側(cè)，造成透平機(jī)葉輪腐蝕、高速軸損壞等重大事故，維修費用動輒數(shù)十萬元。為避免循環(huán)水進(jìn)入氯氣側(cè)，降低損失，在不增加設(shè)備投資情況下，降低換熱器循環(huán)水出口壓力是最有效的方法。

將3臺透平機(jī)換熱器原循環(huán)水管道管徑150 mm改為250 mm，將換熱器循環(huán)水出口側(cè)的上封頭去掉，將封頭改為敞口型直接對大氣，一、二級換熱器循環(huán)水出水進(jìn)入敞口的上封頭，溢流到DN 250的循環(huán)水出口總管道。

3.2 循環(huán)水回水管道安裝pH在線檢測儀

2019年4月，2次出現(xiàn)氯氣透平機(jī)換熱器循環(huán)水泄漏，造成氯氣透平機(jī)損壞和全系統(tǒng)停車事故，由于沒有在線pH值檢測，不能及時發(fā)現(xiàn)換熱器泄漏。

循環(huán)水進(jìn)入氯氣側(cè)會發(fā)生反應(yīng)，生成次氯酸和鹽酸，腐蝕換熱器內(nèi)的列管(碳鋼材質(zhì))，通過檢測循環(huán)水回水pH值變化可以及時發(fā)現(xiàn)問題。

在3臺氯氣透平機(jī)循環(huán)水回水總管的管道上安裝pH值檢測計，進(jìn)行pH值實時檢測，將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳處至氯氫操作室，方便員工及時觀察pH值的變化，及時發(fā)現(xiàn)問題，避免出現(xiàn)設(shè)備腐蝕等重大事故。

3臺透平機(jī)冷卻水回水管道安裝pH值在線檢測后，可以通過觀察pH值變化，及時發(fā)現(xiàn)問題，避免出現(xiàn)設(shè)備腐蝕等重大事故。

3.3 做好氯氣透平機(jī)日常維護(hù)

①壓縮機(jī)連續(xù)運行過程中，定期記錄操作數(shù)據(jù)：氯氣的各級排氣壓力和溫度，潤滑油的供油壓力和溫度、軸承溫度、軸振動、軸位移監(jiān)測數(shù)據(jù)。②定期觀察油過濾器前后壓差，大于0.05 MPa時及時切換手柄。同時清洗或更換停運的過濾筒濾網(wǎng)。③注意油箱液位過低時應(yīng)補(bǔ)充新油。④定時檢測氯氣中水分含量，只有氯氣中含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.01%才能保證葉輪、缸體等氯氣接觸部件不被腐蝕。⑤定時檢查冷卻水中的氯離子。⑥運轉(zhuǎn)過程中注意壓縮機(jī)、電動機(jī)有否不正常聲音，如有異常應(yīng)判斷是否應(yīng)停車檢查。⑦仔細(xì)檢查管道有否泄漏及震動。⑧定時檢查排放管工作是否正常，如不正常應(yīng)打開旁路閥關(guān)閉排放管的隔斷閥，調(diào)整旁路閥以便排放正常，然后打開排放管清洗或修理閥件。