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二硫磺装置ER101泄漏事故

  
评论: 更新日期:2019年03月07日

一、事故经过
2004年5月12日12:00,二硫磺装置发现K101/C,P201/A、C,P202,P-204/B,A204停,P105/A、K101/A运转正常,立即将酸气自SV501/3部分放火炬,尾气自HV503/3放空,维持生产。12:35,装置全面停电,操作立即按紧急停工处理,酸气全部放火炬,F101、F201灭炉。关闭炉前酸气阀、风阀、瓦斯阀、P105出口阀、中压蒸汽出装置阀。
二、停工后ER101的液位保护措施
1、中压蒸汽出装置阀关,并稍开暖管线。为保持ER101液位,将ER101上水阀、蒸汽出口阀、连续排污阀关闭。
2、自12:35~13:19,ER101液位呈下降趋势,从60%到25%为快速下降,25%后呈缓慢下降,13:19,UPS断电,UPS断电时液位为21%。
3、14:40装置来电,15:10 DCS重新启动。
4、15:25对ER101进行叫水,发现有液位后,启P105/A将ER101液位加至95%。
三、检查情况
1、5月12日18:00,发现R101、102床层温度下降较快,且在系统封闭的状况下,系统压力上升,判断可能有冷换设备泄漏的情况。分别对ER101、E101/103、E102进行检查,初步判断 ER101内漏。汇报厂部后,决定停工进行检查处理。
2.5月16日8:00,F101降温至50℃左右,打开设备进行检查,发现ER101入口管板保护衬里凸起变形,常压充水试验,发现入口高温端管板与管束之间的焊缝共5根泄漏较大,17根轻微渗漏,且均为焊缝,管板管束良好,西侧低温端无泄漏。经多次处理,20日19:30ER101试压合格。
2004年5月16日高温端管板与管束之间的焊缝具体部位见下表:
泄漏管排位置
(自上至下) 泄漏具体位置
(从左至右) 泄漏管排位置
(自上至下) 泄漏具体位置
(从左至右)
11排 14管 12排 14、15、16管
13排 14、15、16、17管 14排 15、16、17管
29排 13、14管 30排 11、12、13管
31排 14、21、22管 32排 10、11、12管                                                                            
                                                                           
                                                                             

四、事故原因
从装置停工处理过程来看,本次紧急停工是严格按规程进行的,装置在停工过程中,无超温、超压、干锅的现象;从设备打开检查的情况看,泄漏部位集中在设备中下部的管板与管束之间的焊缝处,可以排除干锅加水造成ER101拔管的可能。造成管板与管束之间的焊缝开裂的原因,可能有以下几方面:
1、停工后ER101液位从60%快速下降到25%,原因是由于停电后P105/A停运,ER101内除氧水迅速自回流线倒串至D105,对锅炉的自然循环造成了一定的不利影响 。(注:P105/A的回流阀开,且该回流阀在P105/A出口单向阀的后部,对阻止水倒流不起作用。)
2、ER101注水时间为15:25,距离停电时间为2小时50分钟,注水时室内液位显示10%,经液面计叫水发现汽包有水,但此时余热锅炉内部循环由于热源少、液位低而降低至较为微弱甚至停止的地步,热量不能及时取走,管板存在局部过热的情况。上水时ER101压力为2.85 MPa,所对应的锅炉水的温度大约在240℃左右,所注除氧水温度为72℃,除温度变化造成管板与管束的焊缝泄漏。除氧水大量上水造成管板处局部水温急剧变化致使管板与管束的焊缝泄漏。
3、ER101入口设计方式为炉膛高温气流直射管板,气流分布不均,管板中部温度变化幅度最大,并且制造、焊接质量对锅炉管板温度分布有直接影响,泄漏可能性也最大,而且出现类似情况后,管板受炉膛高温衬里的直接辐射,没有保护手段。况且一根管束泄漏后,水的汽化取热导致周边管板温度下降,容易造成了其它管束焊缝开裂。
4、保护套管环隙小。设计保护套管与管子的环隙为1.5毫米,符合设计标准,但不是最佳设计方案,应放大为3毫米并在设计保护套管与管子的环隙中填充绝热纤维。从现场情况来看,热冲击造成陶瓷套管破裂,管板衬里出现损坏,使管板暴露于高温区。
5、二硫磺自2000年11月开工以来,由于各种原因,从未实现过长周期运行,近三年时间停工处理问题和切断进料达11次之多,其中停电事故6起,检修3起,切断进料临时停工处理问题2起,每次紧急停工后管板温度由于锅炉循环问题而较正常生产时高,都会给锅炉造成一定损伤,本次泄漏也不一定完全是由于5.12停电造成的。
6、二硫磺是目前国内自行设计制造投产的唯一一套超过3万吨/年的大型硫磺回收装置,放大规模为8.5万吨/年。由于基础设计车间参与较晚,参与力度较小,若干隐患未能得到及时整改,给安全生产留下潜在威胁。
综上所述,ER101出现泄漏的原因是多方面的,其中对中压锅炉认识不足,保护意识不强,锅炉系统设计缺陷多保护难度大以及开停工频繁锅炉循环不足是造成锅炉系统的隐患较多是此次导致ER101出现泄漏的主要原因。
五、事故教训及防范措施
车间管理水平、业务水平、技术培训和对二硫磺装置的驾驭能力也有较大差距,对许多问题的认识也不到位,事故处理应急预案和演练也需进一步完善。本次停电处理和ER101泄漏也充分说明了这一点。需要对事故处理预案进行以下完善:
1、改进工艺流程
①P105/A停运后为保持ER101的液位,需要对ER101的上水系统进行改造,如图<2> ER101上水泵出口回流阀由泵出口单向阀的后部改在前部。
②将动力车间供应的除氧水加至ER101上水线上,在紧急情况下ER101撤压补入2.0MPa除氧水。
③建议ER101汽包增设汽泵上水措施,确保ER101液位。
2、修订事故处理预案
①装置停电后,为保持ER101液位,应迅速关闭泵出口阀和ER101上水阀、ER101定期和连续排污阀,尽最大努力保护ER101的液位。(建议在泵的出口增加快速切断阀)
②ER101蒸汽与管网相连,保持ER101液位。
③短时间内装置停电由于废锅自然循环尚未停止,只要ER101叫水能发现液位,可直接缓慢上水。来电加水时要判断ER101所加水的温度不得低于102℃,加水前一定要保证ER101有充足的液位,否则等ER101压力、温度、F101的温度降到安全范围内后,方可加水开工
    ④长时间停电,废锅自然循环停止,此时不能立即对ER101进行上水,F101微注氮气保护火嘴,等待制硫燃烧炉温度自1200度左右降至450度安全温度,才能进行开工准备工作。
 

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