一段轉(zhuǎn)化爐輻射段轉(zhuǎn)化管失效原因分析與改造研究.pdf

1、一段轉(zhuǎn)化爐是合成氨裝置中承擔制氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的反應(yīng)器，由輻射段、過渡段和對流段組成，是合成氨裝置的核心設(shè)備。公司一期30萬噸合成氨/52萬噸尿素裝置于1995年投入生產(chǎn)。由于各種原因，投用以來至2008年多次發(fā)生轉(zhuǎn)化管爆裂事故，已經(jīng)整體更換了三次轉(zhuǎn)化管（國內(nèi)維護較好的一段轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化管壽命可達20余年）。一段轉(zhuǎn)化爐高發(fā)的故障及發(fā)生故障后導致較長的停產(chǎn)和恢復生產(chǎn)時間，給公司帶來了極大的經(jīng)濟損失。為此，從分析一段轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化管爆裂原因入手，從各個環(huán)

2、節(jié)找到設(shè)備的設(shè)計、制造、使用中的缺陷和不合理之處，可以從根本上解決一段轉(zhuǎn)化爐故障多發(fā)的態(tài)勢。
　　本論文在對爆裂的轉(zhuǎn)化管進行宏觀分析、金相顯微組織分析、化學成分分析、損傷測量和計算、室溫與高溫瞬時拉伸試驗、持久強度試驗、X-射線熒光光譜組織分析的基礎(chǔ)上，查找爐管爆裂失效的原因;并通過整理工藝運行數(shù)據(jù)，分析爆管期間的工藝運行情況，模擬計算轉(zhuǎn)化管在不同條件下的運行工況。
　　通過以上試驗、計算和分析工作，查找出轉(zhuǎn)化管設(shè)計的有效厚

3、度偏小，是造成爐管爆裂先天性根本原因;轉(zhuǎn)化管局部遭到相對較高的溫度與熱沖擊等造成損傷較嚴重，是造成轉(zhuǎn)化管爆裂的直接原因。提出了在轉(zhuǎn)化管更新中增加壁厚、嚴格控制轉(zhuǎn)化管組分等改造措施;并提出了提高預(yù)轉(zhuǎn)化裝置投用率、合理調(diào)節(jié)各排燃燒器的供熱比例、保證每排燃燒器中每個燃燒器均勻燃燒、保證每個燃燒器的火焰噴出部位都超過燒嘴磚的表面、嚴格控制水碳比、嚴格控制出口殘余甲烷含量、嚴格轉(zhuǎn)化管供熱和吸熱的匹配、防止析碳現(xiàn)象發(fā)生、防止溫度陡升陡降及頻繁開停工