氯氣透平機回流管積液原因分析及處理措施

王 闖

（昊華宇航化工有限責任公司，河南 沁陽 454591）

昊華宇航化工有限責任公司二期燒堿裝置生產能力24萬t/a，采用的氯氣壓縮機為西門子透平壓縮機，型號規格STC－SH，其中Q=10300 Nm3/h，N=580 kW。2017年7月，燒堿裝置系統跳停，透平機聯鎖跳停，在開車準備過程中，氯氫處理崗位氯氣透平機出現多次啟動后喘振跳停。經過現場排查，發現透平機回流管道有積液，導致氣路不暢。經過清理，透平機恢復啟動，系統正常開車。

1 氯氣處理工藝簡述及透平機開停機操作

1.1 氯氣處理工藝簡述

由電解來的高溫濕氯氣，首先進入洗滌塔被氯水洗滌冷卻后進入鈦管冷卻器冷卻脫水，經水霧捕集器分離冷凝水。然后氯氣進入干燥塔填料段去除氯氣中水分，填料段干燥后的氯氣繼續上升，逐層通過泡罩被98%的濃硫酸干燥。干燥后的氯氣經酸霧捕集器將酸霧和夾帶的雜質去除后，進入透平機壓縮加壓后分別送至液氯和合成。

1.2 透平機開停機操作

當燒堿系統跳停時，氯氣透平機進出口關閉，回流自控閥打開，事故廢氯氣自控閥打開，氯氣進入一級廢氣吸收塔。開機時進出口關閉，回流閥全開，事故廢氯氣閥關閉，根據進口壓力調整進口導葉閥和回流閥開度，當出口壓力升至與分配臺壓力一致時，迅速打開透平機出口手動閥，將氯氣并入原氯總管。

2 原因分析

與透平機相連的氯氣管道工藝流程示意圖見圖1?，F場設備管道布置情況為氯氣回流管正好處于透平機前后兩個處理裝置的最低點?；亓鞴芊e液有兩個來源，一個是透平機前氯氣酸霧捕集器過來的酸霧，另一個是透平機后一級廢氣吸收塔倒流的堿液。透平機回流管積液取樣分析結果顯示，液體酸濃度高達47%，同時氯氣分配臺氯氣含水達到500×10－6。

圖1 氯氣管道工藝流程示意圖

2.1 酸霧捕集器局部短路導致進透平機氯氣夾帶酸霧

酸霧捕集器在檢修時，打開設備吊出濾芯檢查，發現濾芯因長時間使用已開始老化，且濾芯底部因氯氣進氣量大造成硫酸液面波動，有浸泡痕跡。為減少設備檢修費用，延長濾芯使用周期，在沒有對濾芯進行更新情況下，將酸霧捕集器內硫酸全部排至干燥塔，檢修完畢開車至燒堿系統跳停時酸霧捕集器內一直無硫酸液位。

捕集器濾芯老化破損未及時更新，拆裝后固定濾芯時密封不嚴，酸霧捕集器的液面低于濾芯液封杯口，均會形成局部氯氣短路，導致氯氣夾帶酸霧。在透平機進口過濾器前氯氣進口三通處氯氣與酸液分離，酸液逐漸累積到透平機回流旁路閥上部及透平機回流自動閥后部管道。系統跳停后，透平機回流自動閥打開，回流管積酸。

2.2 一級廢氣吸收塔進氣口倒流堿液

一級廢氣吸收塔進氣管因塔內液面波動造成管中富集堿液，倒流至透平機事故廢氯氣自控閥后部積累，系統跳停后，透平機事故廢氯氣自控閥打開，堿液從透平機排廢氯氣管中倒竄進透平機出口管道，一部分進入氯氣分配臺，另一部分再通過透平機出口管與回流管三通流至氯氣回流管道。導致氯氣分配臺，氯氣含水高達 500×10－6，透平機回流管積液。

2.3 氯氣夾帶酸霧和廢氣吸收塔堿液混合

從透平機回流管積液取樣分析結果液體酸濃度47%來看，并不是單一來自酸霧捕集器的硫酸或者一級廢氣吸收塔的堿液，而是兩種液體的混合。酸霧捕集器的硫酸來自干燥塔泡罩段，硫酸濃度在90%～98%，一級廢氣吸收塔的堿液濃度在15%左右，當燒堿系統跳停時，透平機回流自控閥與事故廢氯氣自控閥同時打開，兩者在透平機回流管最低處水平管內混合，形成酸濃度47%的積液，回流管道積液氣路不暢，導致透平機啟動后多次喘振跳停，無法正常啟動。

3 處理措施

將透平機回流管道積液進行清理后，透平機恢復啟動，系統正常開車。為防止透平機回流管道積液問題再次發生，采取了以下處理措施：（1）及時更換酸霧捕集器濾芯，保證檢修質量；（2）加強現場生產管理，嚴格執行操作規程，正常生產時酸霧捕集器內應有適當的液位保持捕集下來的硫酸自然溢流，以防氯氣發生短路；（3）在透平機回流管最低點、事故氯氣至一級廢氣吸收塔水平進口處和氯氣分配臺底部分別加裝帶試鏡的排污口，定期檢查，發現有積液及時排放；（4）定期在氯氣分配臺取樣分析氯氣含水，發現異常及時處理。