我國現(xiàn)有上千臺尿素合成塔在化肥生產(chǎn)裝置中運(yùn)行，其中與1995年10月7日河北遷安化肥廠和2005年3月21日山東魯西化工集團(tuán)第三化肥廠發(fā)生爆炸的尿素合成塔型號相同的就有數(shù)百個。針對尿素合成塔這一存在重大事故隱患且已出現(xiàn)過惡性爆炸事故的特種設(shè)備，為防止類似爆炸事故的再次發(fā)生，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2005年8月24日下發(fā)了國質(zhì)檢特函[2005]689號文件《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)尿素合成塔生產(chǎn)使用檢驗工作的通知》，其中提出了要對生產(chǎn)運(yùn)行中的尿素合成塔進(jìn)行在線檢漏，并推薦采用氨紅外分析儀對尿素合成塔內(nèi)層的泄漏情況進(jìn)行實時在線檢測，以及時發(fā)現(xiàn)和消除事故隱患。
 
    檢漏方法可靠易行

    與傳統(tǒng)蒸汽檢漏法不同的是氨紅外分析檢漏技術(shù)所用的檢測載體是不具有腐蝕性的氮氣，對于塔體的每一筒節(jié)，分別設(shè)有兩根氮氣檢漏管，一根通入氮氣，而從另一根引出檢漏后的氮氣到氨紅外氣體成分分析儀中。若塔體內(nèi)襯里有泄漏發(fā)生時，只要通過儀器分析檢測氮氣中泄漏介質(zhì)的氨含量，就可以及時判斷泄漏發(fā)生的性質(zhì)、部位、程度等情況。同時還可將檢測分析的信息輸出與控制操作系統(tǒng)和報警裝置相連接，設(shè)置適當(dāng)?shù)男孤┛刂茢?shù)值，就可以實現(xiàn)實時在線連續(xù)檢測尿素合成塔的塔體泄漏情況。
    氨紅外分析檢漏系統(tǒng)的氮氣的流量要根據(jù)系統(tǒng)對介質(zhì)泄漏發(fā)生的反應(yīng)時間和氨紅外氣體分析儀要求的試氣流量的大小來設(shè)置。由于塔體的高度不同，各個筒節(jié)盲層板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和檢漏管的長度、方向、布置等都不完全一致，因此每一氮氣通道還需配置流量計和調(diào)節(jié)閥來加以控制。為防止生產(chǎn)不正常塔內(nèi)壓力下降時可能出現(xiàn)的塔體襯里失穩(wěn)、抽癟等情況發(fā)生，系統(tǒng)具有在事故狀態(tài)下自動切斷氮氣進(jìn)入筒節(jié)的功能。

    兩種工作狀態(tài)優(yōu)點

    多氨紅外分析儀有兩種工作狀態(tài)，一種是在線檢測狀態(tài)，所有流出筒節(jié)的檢漏氮氣匯集于集氣器中，混合后一部分送入氨紅外氣體分析儀，其余部分放空，一旦有筒節(jié)襯里發(fā)生泄漏，即可分析檢測出來并及時報警。另一種是切換工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一筒節(jié)有可能發(fā)生泄漏時，可單獨對該筒節(jié)的檢漏管引出的檢漏氮氣進(jìn)行分析，以確切判斷泄漏發(fā)生的程度、范圍、性質(zhì)等具體情況。其技術(shù)特點是：①檢測靈敏度高。當(dāng)塔體襯里有泄漏發(fā)生時，進(jìn)入筒節(jié)盲層板內(nèi)檢漏通道的氮氣可及時把泄漏介質(zhì)引出筒節(jié)并經(jīng)氨紅外分析儀自動檢測其泄漏的關(guān)鍵成分氨的含量，檢測泄漏介質(zhì)反應(yīng)時間短，可及早發(fā)現(xiàn)泄漏情況，同時也能實施在線連續(xù)監(jiān)測；②分析安全可靠。采用蒸汽檢漏時，由于蒸汽進(jìn)入檢漏通道后有可能產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物，或碳鋼殼體生銹與盲層板泄漏介質(zhì)的共同作用下，有時腐蝕產(chǎn)物會把檢漏通道完全堵塞。采用氮氣檢漏，一定流量和流速的氮氣在檢漏通道中的流動可避免檢漏通道堵塞，大大提高了檢漏的可靠性；③設(shè)備不受腐蝕。蒸汽檢漏時，若品質(zhì)不高的蒸汽進(jìn)入檢漏通道后，除自身帶有一些有害物質(zhì)外，冷凝液還可能和泄漏介質(zhì)生成氨水、碳酸等腐蝕介質(zhì)，極易將腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散到殼體層板，造成對塔體的腐蝕，特別是在焊縫等應(yīng)力集中區(qū)腐蝕更為嚴(yán)重。氮氣不具有腐蝕性，且是惰性氣體，進(jìn)入檢漏通道后可避免尿素合成塔盲層板及殼體的腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生；④系統(tǒng)設(shè)置方便。氨紅外分析檢測系統(tǒng)可以利用尿素合成塔原有的蒸汽檢漏通道，不需另設(shè)新的檢漏通道。對于同一塔體，若采用蒸汽檢漏，檢漏管和檢漏孔的數(shù)目有120～150個左右，而采用該技術(shù)僅需20個左右，其余的檢漏管只要堵住即可，從而大大減少了檢測工作量。

    應(yīng)用結(jié)果令人滿意

    目前該技術(shù)在國內(nèi)已得到了生產(chǎn)應(yīng)用，由浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所研制的尿素合成塔氨紅外分析檢漏系統(tǒng)于1999年11月通過了浙江省科學(xué)技術(shù)委員會組織的技術(shù)鑒定，并在浙江鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司 2800尿素合成塔上成功應(yīng)用。該塔系多層包扎式筒體，共11節(jié)，每一筒節(jié)近上下環(huán)焊縫處設(shè)有互成60暗 6個檢漏孔，全塔共有132個檢漏孔及檢漏管。采用氨紅外分析檢漏系統(tǒng)后，檢漏孔的數(shù)目減為22個。原來蒸汽檢漏時采用人工定期巡查，每天必須對100多根檢漏管流出的蒸汽冷凝液進(jìn)行取樣分析，現(xiàn)場還設(shè)置了巡檢崗位，有專人定時對塔體泄漏情況進(jìn)行檢查，檢測工作繁瑣，費(fèi)時費(fèi)力，且無法實現(xiàn)在線檢測。現(xiàn)已將氨紅外分析系統(tǒng)的所有檢測信息實現(xiàn)了自動操作控制，在總控室即可進(jìn)行實時監(jiān)控，不需在現(xiàn)場檢測。該系統(tǒng)設(shè)計的泄漏介質(zhì)反應(yīng)時間約為5分鐘，在線檢測自動報警限為全塔氨泄漏量的0.5毫升/分鐘，實際上當(dāng)全塔氨泄漏量為0.15毫升/分鐘時，即可在顯示器上反應(yīng)出來，使操作人員可采取措施及時處理。此外，該系統(tǒng)還具有良好的防爆和防腐蝕性能，能夠滿足尿素生產(chǎn)現(xiàn)場使用的要求。在鎮(zhèn)海煉化尿素合成塔上投用7年來，該系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，效果顯著，為尿素合成塔長周期安全運(yùn)行提供了可靠的保證。