液氨作為工業大型制冷劑，工藝 成 熟、制 取 容易、價 格 低 廉，在低溫甲醇洗裝置中被作為介質廣泛利用。１．５ＭＰａ（ａ）液 氨 經 控 制 進 入 裝 置 中 的 氨冷卻器，減壓汽化成為低壓、低溫氨氣體，與氨冷卻器內工藝介質進行換熱，為系統提供冷量。由于氣氨側壓力遠低于工藝側壓力，氨冷器的泄漏使工藝側的高壓氣體或溶解有二氧化碳的甲醇進入氣氨側，二氧化碳和氨發生化學反應形成氨鹽，從 而 造成假液位、冷凍能力下降、導淋排放困難等問題。

 

１ 工藝流程

１．１ 低溫甲醇洗流程

從前工序來 的 粗 煤 氣 進 入 到 氨 冷 器 Ｅ０２的 管程，被殼程的０℃的氨氣冷卻到１０℃左右后，進入到氨洗滌塔 Ｔ－０２下 部，與 來 自 上 部４０℃的 除 鹽 水 進行逆流接觸，吸收粗煤氣中的氨和氫氰酸等有害組分，經洗滌后的粗煤氣從氨洗滌器頂部出來，經 過氨冷器 Ｅ０４，被－３８℃液氨降溫后進入粗煤氣洗滌塔 Ｔ－０３，粗煤氣在 Ｔ－０３塔內與低溫甲醇液傳質、傳熱，吸收粗煤氣中的二氧化碳和硫化氫，為 了 保 持甲醇的低溫和良好的吸收能力，塔內甲醇還與氨冷卻器 Ｅ２２５和 Ｅ２２６換熱降溫。出洗滌塔 Ｔ－０３的合格凈化氣經回收冷量之后，送往后續裝置。低溫甲醇洗流程見圖１。

１．２ 氨冷凍系統工藝流程

來自 低 溫 甲 醇 洗 的 －３８℃、０．０６３ＭＰａ（ａ）氣氨，經過一級分離器后進入氨壓縮機低壓缸進行一段壓縮，氣氨經過加壓后達到１３６．５℃、０．４３ＭＰａ（ａ），進入一級冷卻器、分離器，與來自低溫甲醇洗的０℃、０．４３ＭＰａ（ａ）氣氨混合后進入氨壓縮機高壓缸進行二段 壓 縮。 氣 氨 經 過 二 段 壓 縮 后 達 到１１９．５℃、０．９４ＭＰａ（ａ），進 入 二級 冷 卻 器 和 二 級 分 離 器。從二級分離器出來的氣氨進入氨壓縮機高壓缸進行三段壓縮，氣氨經過加壓后達到１０７．１℃、１．７６ＭＰａ（ａ）后排出，其中一小部分氣氨去干氣密封系統，作為工藝氣進行一級密封，大部分氣氨經過防喘振冷卻器后被分三部分，第一部分經過防喘振調節閥進入一級分離器，第二部分經過防喘振調節閥進入二級分離器，第三部分經過氨冷凝器冷凝后液氨進入氨儲槽［１］。

 

因為在壓縮機啟動開車時，系統需要采用氮氣充壓，氮氣作為惰性氣體在系統中存在，在 氨 壓 縮機正常運行后，氮氣惰性氣體通過壓力調節閥排放至氨火炬，使系統處于氨氣工況。氨冷凍系統工藝流程見圖２。

２ 氨冷器泄漏后工藝系統出現的問題

（１）氨儲槽惰性氣體組分的變化。氨冷器不發生泄 漏 時，液氨儲槽的惰性氣體主要是氮氣，含 量在９９％。當氨冷器泄漏后工藝氣側壓力高，工藝氣體漏 到 低 壓 氨 系 統 側，Ｈ２、ＣＯ 不與氨發生化學 反應，且與氨介質不溶，氨與 ＣＯ２ 可以生成碳銨結晶。ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２ 在氨 儲 槽 中 富 集，經分析其總量能達到１５％左右。

 

（２）氨冷器內漏后對氨壓縮機的影響。氨與ＣＯ２氣體可以生成碳銨，碳銨結晶隨著氣氨進入氨壓縮機入口管道，部分沉積在管道上，另一部分會被氨冰機兩級入口分離器內部填料攔截，造成分離器內部填料被堵塞，氣體通道變小，造成分離器阻力增加，氨冰機入口壓差由正常時２ｋＰａ（ｇ）增加到２０ｋＰａ（ｇ），氨冰機入口氣量減小，機組運行工況變差，冰機負荷受到影響，外供冷量變低，不能滿足工藝要求。含有碳銨 結 晶 的 氣 體 會 對 氨 冰 機 干 氣 密 封 運行造成影響，壓縮機干氣密封系統的壓力和流量出現頻繁波 動。生產中要對干氣密封過濾器壓差變化 情 況 引 起 重 視，在異常波動時及時分析查明 原因，防止微量結晶影響干氣密 封，嚴 重 時 造 成 干 氣密封系統損壞，機組被迫停車檢修。

 

（３）對遠傳和現場液位計指示影響。遠傳液位計選用精密的雙法蘭液位計，冷卻器泄漏時生成的碳銨結晶，致密附著在液位計正壓側膜盒上，把 測量介質液氨與受壓膜盒完全隔離，形 成 指 示 值 偏高，不能正確測量氨冷器內部液位。而現場液位計底部聯通管線被碳銨結晶堵塞，不能形成連 通 器，液位計無法正常使用，檢 查 液 位計的閥門內堵塞的固體物質見圖３。

（４）氨冷器氨側底部倒淋閥門及管線堵塞，不能正常排 污。對現場氨冷器底部倒淋檢查發現堵塞嚴重，閥門內部堵塞致密（見圖４）。

（５）工藝氣側溫度變高，換熱效果不好；出低溫甲醇洗滌塔工藝氣中硫化氫含量超標。正 常 運 行時與氨冷器泄漏后的運行數據見表１。

（６）通過對氨冷器底部積液物質組成的分析，分析結果表明，底部積液物質中含有甲醇。氨冷器的工藝側壓 力 高 于 氨 側，當 氨 冷 器 發 生 泄 漏 后，高壓側泄漏到低壓側，即工藝氣和低溫甲醇會泄漏到氨側，工藝氣體隨氨氣系統經壓縮機壓縮進入氨儲槽，通過氨儲槽惰氣排放處理 掉；但 是 甲 醇 液 體 在氨冷器氨側 不 能 蒸 發，富集在換熱器殼 程，造 成 虛假氨液位，通過對氨冷器底部組分取樣分析，氨 中含甲醇量２０％。

 

３ 氨冷器泄漏對系統的危害

（１）遠傳 和 現 場 液 位 計 不 準，中 控 及 現 場 崗 位人員無法 準 確 判 斷 氨 冷 卻 器 液 位。氨 冷 器 氨 側 液位高時氣氨會夾帶大量的液氨，液氨在壓縮機分離器內被分離、積累，形成液位計滿液位，液氨會進入壓縮 機 入 口 管 道，被 吸 入 離 心 壓 縮 機，引 起 壓 縮 機振動高，機組跳車；嚴重時會損壞壓縮機轉子，更有可能會造成機毀人亡的安全事故。

 

在實際運行時發生過液位計不能準確指示，氨壓縮 機 入 口 分 離 器 液 位 高，液 氨 不 能 及 時 排 出，通過對現場氨系統的管道發現結冰情況，判斷液位計帶液 嚴 重，為了保證壓縮機的安全，對 機 組 采 取 緊急停機事件。

（２）氨冷 卻 器 發 生 泄 漏 后 制 冷 效 果 差、為 系 統提供冷量 不 足。由 于 工 藝 側 介 質 壓 力 高 于 氨 側 壓力，工藝介質泄漏到氨側，與氨發生化學反應，生成銨鹽。銨鹽不 能 蒸 發，固體銨鹽沉積在換熱器內，附著 在 換 熱 器 的 列 管 上，隨 著 銨 鹽 的 增 加，大 量 的換熱 列 管 被 覆 蓋，使 換 熱 面 積 減 少，影 響 換 熱 器 制冷效果。經 過 氨 冷 器 的 煤 氣 和 低 溫 吸 收 甲 醇 的 溫度都有不同程度的升高，凈化氣中的二氧化碳和硫化氫 含 量 升 高，吸 收 脫 除 效 果 降 低，影 響 后 工 序 的正常運行。

（３）在氣氨管線內部大量的銨鹽結晶積累等物質，堵塞管線的倒淋，在停車處理時，無法通過倒淋對系統充壓置換，zui終采用對氣氨管線內充水溶解的辦法。經過多次加水溶解才把系統內的銨鹽處理掉，又造成大量的含氨廢水，排入污水處理系統，經過長時間的生化處理才能達標，大大增加污水處理難度。

 

４ 氨冷器泄漏后采取的措施

（１）對氨冷器液位計氨側定期排液，把 液 位 計內固體物 結 晶 物 清 理。每次清理后液位計都能正確指示。

（２）由于氨冷器和分離器液位計不能正常指示，但是氨儲槽的液位變化能準確反映出幾個氨冷器內的總液氨量，要求工藝操作結合氨儲槽液位變化、氨冷器工藝側介質溫度變化進行液位調整。

（３）液氨蒸發時吸收熱量，會使周圍溫度降低，通過對氨冰 機 入 口 分 離 器 及 出 管 線 是 否 結 冰 和 結霜，來判斷入口分離器是否帶液。

（４）對液位計和氨冷器排氨倒淋技改，對 負 壓排液改造，使甲醇和銨鹽有效排放。

（５）在氨冷器的設備制造時改變材質和嚴控制作質量，氨冷器的列管材質升級為不銹鋼，制 作 時對焊接過程 做 好 控 制，避免出現焊接氣 孔、焊 接 不實等缺陷，對氨冷卻器擇機更換。