常用低压电器与可编程序控制器.PDF
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氨合成塔维护检修
1 总则
1.1 适用范围
本规程适用于XX化工股份有限公司大氮肥1000t/d合成氨装置氨合成塔R1201的维护与检修。1.2 设备结构简介
XX公司1000t/d氨合成塔为立式轴径向冷激式，由高压外壳和低压内件两部分构成。低压内件含有三层触煤床（筐），装有铁系催化剂，在第一、第二床层内分别设有普通列管式换热器I、II，中间有中心管、分气盒、热电偶管等件。气体在第一床层为轴向流动，在第二、第三床层为径向流动。外壳筒体为多层包扎式。触媒筐由受压壳体（平盖、圆筒和碟形封头）和触媒筐内件构成。
1.3 设备技术参数
高压
外壳
低压内件
换热器I
换热器II
壳程
管程
壳程
管程
工作介质
合成气
第一床层
出气
合成塔进气
第二床层出气
合成塔进气
介质特性
易燃易爆，毒性程度为中度
工作温度 ℃
249
490
486.7/404
303.1/385
468.6/394
230/303.1
工作压力 MPa
11.46
0.35(外压差)
11.217/11.204
11.434/11.431
11.19/11.14
11.45/11.434
0.35(内压差)
设计温度 ℃
299
505
505
500
500
500
设计压力 MPa
12.6
0.45(外压差)
0.23(压差)
0.308(压差)
0.45(内压差)
腐蚀裕量 mm
1.5
0
0
0
水压试验压力MPa
16.25
0.56
0.56
0.56
气密试验压力MPa
－
0.35
保温层厚度/防火层
厚度
60
内外防火漆
2 设备完好标准
2.1 零部件
2.1.1 零部件完整齐全，质量符合要求
2.1.2 塔体、触媒筐、换热器、高压管件、螺栓、螺母、冷激管等主要受压元件的质量及安装符合图样要求
2.1.3 壳体、内件无明显冲刷、腐蚀缺陷。
2.1.4 换热器堵管数不得影响正常生产工艺指标。
2.1.5 压力、温度、计量信号设施齐全。
2.2 设备性能
2.2.1 电仪信号准确、灵敏可靠、运行正常、无超期计量。
2.2.2 塔体、管道运行中无异常响声和振动。
2.3 技术资料
2.3.1 技术资料准确齐全，至少包括：
a) 设备档案，竣工图，制造、安装技术文件（含无损检测记录、设备制造合格证、压力容器制造质量证明书、安装工程交工技术文件），设备调试记录，使用说明书
b) 设备结构及易损件图纸
c) 设备运行累计时间
d) 设备检修方案，实际修理情况记录及技术鉴定记录
e) 设备技术改造的方案、图样、材料质量证明书、施工质量检验技术文件和资料
f) 安全附件校验、修理和更换记录
g) 历年设备缺陷、事故情况记录及处理报告
2.3.2 操作规程和维护检修规程齐全
2.4 设备与环境
2.4.1 塔体整洁、保温完整、防腐良好
2.4.2 梯子、平台、栏杆完整牢固、无杂物
2.4.3 管道色标明显、电仪、设备防雨设施完备
2.4.4 法兰、填料、管道等无泄漏
3 日常维护与常见故障处理
3.1 日常维护
3.1.1 严格按照氨合成塔工艺操作规程调整工艺参数，使设备正常运行。
3.1.2 操作人员和维修人员每天按照规定线路和巡检要求检查，主要内容如下：
a) 现场仪表、调节阀是否灵敏，指示是否准确。
b) 设备螺栓有无缺陷，法兰、填料有无泄漏。
c) 承压壳体壁温与同一水平面内壁温的温差有无异常。
d) 设备及进出口管线保温是否完好。
3.1.3 搞好设备及地面卫生，保持环境清洁、整齐、无污垢、无杂物。对设备主要螺栓螺母要盖好防护套筒。
3.1.4 发现管卡螺栓松动、管道振动及时处理。
3.1.5 对防腐不良，保温不完整或保温层开裂、剥落的部位及时进行修补。
3.1.6 定时检查设备基础有无下沉和粉化，发现问题，及时处理。
3.1.7 及时消除设备缺陷；对暂时不能处理而不影响安全生产的缺陷做好记录，待机处理。
3.2 常见故障与处理
3.2.1 大盖泄漏
a) 密封垫损坏，更换
b) 螺栓松动，紧固或更换
c) 密封面积损坏，更换
3.2.2 管道振动严重
a) 管卡振动，紧固
b) 操作不当，纠正
c) 管道不畅通，疏通
d) 管道布局不合理，改变布局
3.2.3 触媒层偏温
a) 热电偶套管漏，更换套管
b) 触媒筐泄漏，修理
c) 触媒层表面不均，密度不匀
3.2.4 塔壁温度高
a) 内件保温不良，更换保温层或处理
b) 内件安装不符合要求，内件按要求找正
4 检修周期与内容
4.1 检修周期
检修类别
中修
大修
检修周期（月）
24-36
72-120
检修时间（天）
8-15
14-20
4.2 检修内容
4.2.1 中修
a) 消除设备缺陷。
b) 修补防腐、保温层。
c) 校验、修换仪器仪表。
d) 更换或修理内件。
e) 更换填料、换垫。
f) 对触媒筐、换热器、热电偶套管试压、试气密。
g) 清洗塔体内壁，并进行宏观检查。
h) 对合成塔进出口高压管道进行检查。
4.2.2 大修
a) 包括中修内容。
b) 设备按HG25001《压力容器维护检修规程》进行内、外部检验。
c) 管道按《化工高压工艺管道维护检修规程》进行内、外部检验。
d) 设备管道保温、防腐。
5 检修方法及质量标准
5.1 一般要求
a) 拆卸零部件必须做好编号和标记。
b) 吊出内件前对热电偶套管相应进行测量，打上标记。
c) 合成塔内件解体前应测量内件全部尺寸，做好记录。
d) 进入内件的人员应穿干净的衣服和鞋子，鞋子应为软底鞋（如胶鞋）；衣服材料应吸湿性良好，以免汗渍弄脏不锈钢材料；人体不能直接踩踏丝网。
e) 维修中的焊接接头形式及尺寸除设备图样中注明外按HG20583-1998规定要求，坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷，并将坡口两侧20mm范围表面清理干净。
f) 内件组装前对所有零部件表面进行清理，确保没有铁屑、毛刺、焊渣、污物、铁锈等存在，不把异物留于组装件中。
g) 旧内件焊接时，必须进行600-650℃去氢处理，经取样试焊不出现气孔时方能施焊。焊接中应注意防止增碳，焊接层间温度不超过150℃。焊缝应没有裂纹、咬边、气孔、夹渣和弧坑，并不得残留熔渣飞溅物。焊接的角焊缝应圆弧过渡，焊缝表面应去除氧化皮。所有焊缝均100% PT探伤按JB4730-94标准II级验收，对PT探伤所用材料的要求如下：
清洁剂 Cl≤15ppm F≤1ppm S≤2ppm
乳化剂 Cl≤23ppm F≤1ppm S≤6ppm
显影剂 Cl≤50ppm F≤10ppm S≤10ppm
擦洗材料 白布 其Cl≤2ppm
h) 所有内件水压试验用水氯离子含量不能超过2ppm，试验后水应排尽、吹干。
5.2 触媒筐
a) 触媒筐筒节壳体内径公差为φ3034+5-2，触媒筐筒节圆度公差10mm，触媒筐筒节纵缝错边量≤2.5mm，触媒筐筒节环缝错边量≤4mm，内件总装后全长直线度公差8mm，局部更换筒体以原筒体为依据。
b) 触煤筐壳体中心线用激光经纬仪找正，与下封头组件支承面（LT线处）严格垂直（90°±1′）。
c) 对接焊缝100% RT探伤按JB4730-94标准II级验收。
d) 触煤筐试压时应带有内筒。
5.3 换热器
a) 对换热器的列管、管板进行清理，疏通列管。
b) 对泄漏点允许堵死，但堵后不能影响正常生产工艺指标。
c) 换热管更换时，换热管应按GB13296要求选购高精度管，到厂后应进行单根水压试验并全面复验。换热管与管板的连接应采用强度氩弧焊，焊接分两次完成：第一道封底焊后进行气密性试验，试验合格后再焊第二道，焊后进行壳程氨渗漏查管子管板焊缝。
d) 补焊或堵焊的焊口用不低于5倍的放大镜检查表面，不得有裂纹、气孔、焊瘤和夹渣。
e) 修理后的换热器必须重新进行管程水压试验，试验压力0.56MPa，保压时间60分钟。
f) 修理后的换热器必须重新进行壳程氨气试漏，按HG20584－1998附录A中的B法进行，压力为0.15 MPa。
g) 换热器的验收按GB151进行。
5.4 换热器与触媒筐组装
换热器与触媒筐分别试压合格后，二者组合在一起在竖直状态下用空气进行气密试验，压力为0.35 MPa，保压4小时，4小时内允许最大压降为0.035 MPa。
5.5 内件清洗
5.5.1 应将内件所有内外表面上的赃物、杂物清洗掉，随后用清洁水（最大氯离子含量不超过2ppm）擦洗并干燥，干燥不能用热风。
5.5.2 擦洗和擦干用的材料应是棉织物或其它吸湿性材料，其最大含氯离子量不超过2ppm且不含其它盐分。
5.6 触煤筐的保温
5.6.1 保温材料采用高硅氧纤维毡或用高硅氧布二层包高硅氧纤维代替，包扎容重为80kg/m3（过紧或过松均对绝热不利）。
5.6.2 包扎前高硅氧材料应在550℃下烘烤。
5.6.3 高硅氧材料中含氯离子量不能超过5ppm。
5.6.4 保温材料的包扎应在触煤筐水压试验合格并清理干净后进行。
5.7 热电偶及热电偶导管
5.7.1 新换的热电偶在装入塔内前应进行水压试验，试验压力为 MPa，水压试验后热电偶表面用清洁水洗净、擦干；清洁水中最大氯离子含量不大于2ppm。
5.7.2 热电偶导管检修后在触煤筐内安装时应保证固定点的牢固及支撑点填料的松紧适度以允许热电偶导管在操作温度下的自由膨胀。
5.7.3 热电偶导管安装后应按图样要求进行水压试验，试验压力为0.56MPa，水压试验用水最大氯离子含量不得大于2ppm，水压试验后应彻底放尽、吹干；可以用气压试验代替水压试验，试验压力也为0.56MPa，气压试验时要注意安全。
5.8 内件组装与触媒装填
5.8.1 塔内件安装顺序
内件筒体整体安装就位→拆除各层填料筒人孔→装填第三层催化剂→封闭第三层→装填第二层催化剂→封闭第二层→装填第一层催化剂→封闭第一层→塔内管道安装→封头安装→气密试验→交工验收
5.8.2 内件安装
5.8.2.1 将内件放入高压壳体内部时，要确保内件与高压壳体同轴：
a) 要确保内件底部的气体出口管与高压壳体上的N－2接管同轴及其垂直度，借助激光经纬仪测量；
b) 用木制楔形块来调节设备上部区域的内件的中心，注意不应使该楔形块滑落到高压壳体和内件之间的间隙中去；
c) 内件筒体落入塔下部后将挡板焊接到触媒筐的壳体和底部的环板上，并留2mm安装间隙；焊接完成以后要敲去焊缝的药皮，并进行打磨，打磨落的灰尘要用棉纱擦洗干净。
5.8.3 催化剂具体装填按《氨合成塔触煤装填方案》进行，注意装填催化剂时要用棉纱临时堵住或用胶状聚乙烯膜封闭热电偶导管。
5.8.4 在接管填料涵区域内及与其有摩擦气体出口管的表面涂抹石墨。
5.8.5 将内件大盖安装就位后，安装导向滚轴，沿圆周方向6个，调节滚轮的外径与高压外壳的内壁之间留有足够的空间，以保证触媒筐可以自由膨胀。
5.8.6 内件检修完成重新安装好后，应用干燥的空气（没有任何污染）进行压力试验，试验压力为0.52MPa。试压时必须逐渐地增压或减压。
5.9 拆装合成塔顶盖
5.9.1 顶盖螺栓上紧时，采用4个头的AR110液压拉伸器装置，并使用卡尺、塞尺校核螺栓的伸长量，使螺栓均匀上紧。顶盖螺栓松开时，也应使用4个头的AR110液压拉伸器装置并注意各螺栓均匀松开。
5.9.2 在拆装顶盖时，对双锥垫需特别小心。安装前，所有密封面要清理干净，对双锥密封垫和垫片槽进行检查，应确保密封面上没有灰尘、刻痕、锈蚀、划痕等。如发现有以上缺陷（灰尘除外）用150#金刚砂纸进行手工打磨，打磨方向为圆周方向，打磨后表面应均匀光滑；缺陷严重的，应上机床维修或更换。
5.9.3 将顶盖双锥槽面、双锥垫表面和顶盖表面彻底清洁。
5.9.4 将柔性石墨带上的不干胶揭去，仔细粘贴在双锥垫密封面上（图2），带子中间不允许有接头，只允许首尾一个接头，接头形式为斜接头。
5.9.5 使用吊环螺钉将双锥垫吊起，仔细放入顶盖的双锥槽内，并安装垫片定位板（图3），用测隙规检查垫片和支持面间的间隙，以确保间隙均匀（1.6mm），将主螺栓拧入上法兰，涂上二硫化钼保持清洁。
图2 图3
5.9.6 将顶盖翻转过来并将顶丝旋入顶盖内，顶丝旋入深度必须保证双锥垫不受到任何冲击载荷。将顶盖移近双头螺柱直到顶丝的底端接触法兰表面（图4）。松开顶丝，使顶盖下移，直到盖的重量均匀作用在垫片上并使顶盖中心线与法兰的中心线相重合，用直规测量上述两中心线的偏差，允许偏差为＜0.3mm（图5）。
图4 图5
5.9.7 在拉伸螺栓前，用测隙规及塞尺在相距45°的8个点上测量顶盖和端部法兰的间隙，间隙差应<0.3mm（图5）。
5.9.8 顶盖主螺栓上紧（松开）程序
5.9.8.1 将球面垫及螺母放在所有的螺栓上用手工或简单工具旋紧。
5.9.8.2 如果上述第5.9.7所测各点之间间隙的最大偏差≥0.3时，间隙较大的一侧应采用上紧螺母来调整，直到各点间隙差<0.3。
5.9.8.3 螺栓预紧力分四个步骤上满，每一个步骤按4个螺栓为一组，将56个螺栓都上紧到下表所示的螺栓预紧力，每一组螺栓的位置和上紧顺序见图6。螺栓拉伸器一次上紧相距90°的4个螺栓，将4个相距90°的螺栓用螺栓拉伸器拉起，并用手工旋紧螺母，使用液压拉伸器前应先将4个假垫圈（件1－39）放入。
四个步骤的上紧力和油压
螺栓上紧力（kN）
拉伸器的油压（MPa）
步骤一
112
8
步骤二
224
16
步骤三
337
24
步骤四
436
31.1
5.9.8.4 每个步骤完成后，均用卡尺、塞尺在相距45°的8个点测量顶盖和法兰的间隙，各点间隙之差应小于0.3。
5.9.8.5 在上紧过程中，如果间隙差的最大偏差≥0.3，间隙较大位置处的拉伸器应增加油压以调整间隙，油压增加量为比原规定的油压值高2～3MPa。
5.9.8.6 在完成第4个步骤后，将所有的螺栓在31.1MPa油压下，再按图6所示的序号用拉伸器至少再上紧一圈，顶盖和法兰各点的间隙之差小于0.3。
图6
5.9.8.7 顶盖卸下时，螺母不能一次性松开而应像上紧时一样分四个步骤松开。
5.9.8.8 检修时将主螺栓卸下后应对所有螺纹作磁粉探伤。
5.10 人孔密封面的检修
5.10.1 密封面的泄漏主要是由于密封面上有缺陷，密封垫装配不良或预紧力不够、不均匀等原因造成的。检修注意事项如下：
a) 检修时必须认真检查密封面有无划痕、蚀坑等缺陷，并用着色检查有无裂纹。对于较深的划痕、蚀坑可局部进行补焊，裂纹应先打磨并确认裂纹已打磨消除后再补焊；最好用手工氩弧焊进行补焊。补焊面积小的，可用手工锉削研磨平整光滑；补焊面积较大的，可上车床或用专用刀架进行光刀处理。螺柱、螺母存在轻微咬伤、拉毛等缺陷时，可采用加入少量研磨砂对研的方法修复，若磁粉探伤发现螺柱、螺母有裂纹等影响强度的缺陷时，应予以更换。
b) 人孔盖和塔体法兰上的密封面长期使用后，会因变形而使密封失效，检修时可将人孔盖上车床，或在塔体法兰上装专用刀架对密封面找平光刀。密封面经过光刀后必须用经过校验过的铁素体仪进行检查，以保证从表面起3mm内的材料符合耐腐蚀的要求。
c) 若八角垫存在影响密封效果的缺陷，应予以更换，新的密封垫材料应符合原设计有关标准要求。
5.10.2 人孔密封结构组装的要求如下：
a) 组装前，密封面、八角垫必须清洗干净，密封面上不能有脏物。
b) 人孔盖吊装要平稳、缓慢，防止下落时产生卡涩现象，人孔盖就位后，其密封面和塔体法兰上的密封面以及八角垫，在用液压拉伸器装置加油压前应基本均匀贴紧。
c) 人孔盖上螺栓孔周围外表面和主螺母平面应平整无毛刺。
d) 为拆卸方便，在主螺栓的螺纹上应涂刷二硫化钼。
e) 紧固主螺栓步骤：
先用手或简单工具拧紧螺母，直至螺母底面与法兰面接触。
用液压拉伸器装置进行螺栓紧固，每步同时对称紧固四个螺栓，螺栓预紧力分四步逐级上紧人孔主螺栓，每步上紧油压分别为终压的50%，71%，100%，100%；对于每步油压值，螺栓的紧固必须按规定的顺序成组进行；紧固过程中每紧固螺栓一圈，均应测量法兰面之间的间隙，其差值控制在0.3mm之内；第三步上紧后，再用第三步上紧的油压值对整圈螺栓均匀紧固一次。
系统升温钝化后，应对螺栓热紧一次，热紧油压按最终油压值。
为保证密封可靠，在螺栓上紧24h后，或升温钝化后再预紧一次螺栓，当系统有机会停车并排放时也应按同样的油压值再预紧一下，这样可保证装置长期安全运行。
拆卸人孔盖时，也应按同样顺序松开螺母，但第一次的油压可稍高于上紧时的终压。
5.1 1隔热浇注材料施工
5.11.1 N－4热气与冷气进口管部位使用的隔热浇注材料为球形泡沫氧化铝。
5.11.2 浇注前的准备
a) 将不锈钢套管清理干净。
b) 将装有浇注材料的袋子打开检查，观察有无因水合作用而结块的现象和其它可凝物混入。
5.11.3 搅拌时为11～12％，干材料和水混合后的温度应在10℃～21℃,现场浇注时的水温应在10℃～12℃。
5.11.4 养护可以采用自然干燥或烘炉，材料完全固化后方可将套管保温托焊上。
6 试车与验收
6.1 试车前的准备
6.1.1 设备经大、中修理后，在承修单位自检合格基础上，由设备管理部门主持，会同生产、安全等部门，组成包括承修单位和使用单位在内的验收组，对检修施工情况、检修记录、特殊情况处理及遗留的问题进行审查，确认检修项目全部完毕并认定检修质量。
6.1.2 生产工艺部门制定试车方案。
6.1.3 试车前进行全面检查，着重检查以下内容：
a) 修理项目是否全部完成，质量符合要求；
b) 各计量、调节、记录仪表安装就位，调试合格。
6.1.4 按试车方案进行吹除。
6.1.5 拆除进、出口及有关盲板。
6.1.6 按工艺要求气体置换合格。
6.1.7 检修现场工完料净场地清。
6.2 试车
6.2.1 操作人员必须按试车方案进行试车，同时检修人员应到现场配合检查。
6.2.2 检查调试热电偶，要求灵敏、准确。
6.2.3 开车时先要暖塔，具体见《氨合成操作规程》。
6.3 验收
6.3.1 设备投入正常生产，各项工艺技术指标达到规定要求，方可认定检修质量合格。
6.3.2 合成塔试车合格后，即办理验收手续，检修单位整理检修记录，交车间、设备主管部门各一份。
6.3.3 合成塔试车合格后，检修单位负责人和设备主管部门负责人必须在设备检修竣工单上签字确认。
7 维护检修安全规定
7.1 维护安全注意事项
7.1.1 巡检人员必须熟悉设备工艺参数，流程及设备的性能和特点，严格控制各项工艺指标。
7.1.2 随时保持巡检路线畅通，照明良好。
7.1.3 消防、防护器材处于备用状态。
7.1.4 当发现泄漏和螺栓松动时，应及时汇报。做好记录，待机处理，并密切注意发展状况，严禁带压紧螺栓。
7.1.5 合成塔停车后的降温、卸压必须按操作规程进行。
7.2 检修安全注意事项
7.2.1 参加检修的人员必须了解氨合成塔的结构，熟悉其技术要求和注意事项。
7.2.2 切断与合成塔有关的电源，隔绝合成塔与系统的介质联系，排除塔内工艺气体，用惰性气体置换合格。
7.2.3 筒体顶部平台上载荷必须小于200kg/m2，当其上物料、人员较多时必须注意分散放置或站位，任何情况下不能将人孔盖放在此平台上。
7.2.4 设备检修前必须办理安全交出证明书，并签字确认，方可施工。
7.2.5 确认塔内无压力后，方可开始拆卸螺栓。
7.2.6 修前必须对周围设施和临时性设施进行全面安全性可靠检查。
7.2.7 吊装设备及工具必须检查，起吊设备必须由专人操作。
7.2.8 抽插盲板、进塔入罐、现场动火，登高作业执行《化肥、硫酸、纯碱、催化剂、企业安全、卫生管理工作规定》。
7.2.9 临时用电执行《化肥生产安全技术规程》规定。
7.3 试车安全注意事项
7.3.1 试车必须专人负责指挥。检修、操作人员发现问题应及时向试车负责人汇报，及时处理。
7.3.2 严格按合成塔试车方案和操作规程试车。
