氢气处理工序故障的研究与解决

　　氢气处理工序分析的主要任务是降低氢气的水含量，减少夹带的碱雾等杂质，加压输送到下一工序。它是氯碱生产中的一个关键工序，关系着系统的安全、可靠、经济、稳定运行。

　　1 氢气处理工艺及运行情况

　　河南神马氯碱发展公司20万t/a烧碱项目筹建于2008年12月，2010年1月投料试运行。氯氢处理工序大量采用新工艺、新设备，自控化程度很高，安全生产保障能力得到极大提高。

　　由电解来的高温湿氢气（7085 ℃）首先进入氢气洗涤塔下部，自下而上与氢气洗涤液逆流接触。一方面，氢气被冷却至45 ℃左右，另一方面，也除去了氢气中大部分水分和夹带的碱雾。从洗涤塔顶出来的氢气进入氢气压缩机加压至约0.1 MPa，温度升至约60 ℃。加压后的氢气经Ⅰ、Ⅱ段氢气冷却器（分别用循环水和冷冻水冷却）将氢气冷却至1215 ℃，再经水雾捕集器除去氢气夹带的水雾，防止输送管路在低温环境下结冰。除水后的氢气从分配台送至各用户。

　　该公司的氢气处理系统采用成熟工艺、先进设备和先进的DCS操作控制系统，给安全生产带来的多重保障，但是，开车以来氢气处理系统出现了2次事故。2009年12月某日，在系统开车氢压机带量过程中，开启01ZV229阀时，系统压力突然急速升高，氢气正水封瞬间冲破，电解氯氢压差高报连锁启动，全线停车。2010年2月某日凌晨5点，操作人员发现氢压机汽液分离器液位偏低，在给氢气压缩机组补水时，气液分离器液位由48%左右迅速降至6%左右，导致氢气压缩机丧失抽力，造成系统压力大幅波动。

　　以上2次事故，一次造成系统停车，一次造成系统大幅波动，严重影响了公司的安全稳定运行。

　　2 问题分析

　　2.1全线停车事故分析

　　2.1.1事故过程

　　在第1起事故中，操作人员在开车前期，根据要求对氢气系统进行了氮气置换。但在对01ZV229阀后至氢气分配台进行充氮置换操作时，误将氢气压缩机进出口关闭，导致氮气自氢气水洗塔前进入氢处理系统后，在水洗塔至氢气压缩机进口段形成闭式环境，环境压力升至400 kPa。当再次开启01ZV229阀时，残存高压氮气一路从正压水封冲出；另一路经氢气总管至电解工序氢气自控阀01PCV226，导致电解氯氢压差高报停车。

　　2.1.2事故原因分析

　　该事故的发生主要有2方面的原因导致：

       （1）操作人员没有完全理解氢处理连锁设置。

　　整流全停、透平机全停、氢气压缩机全停连锁是一级连锁，它们互为条件，只要1个连锁达到停车条件，其他2个停车连锁就自动启动。这3个连锁启动后，就会导致氯氢处理相关自控阀动作。一级连锁启动。其中01PDV218为事故氯阀门，01ZV219为氯气总管切断阀。

　　（2）操作人员责任心不强，未及时发现氢气水洗塔前压力上涨。氢气洗涤塔塔前压力显示有现场表和远传显示2种。操作人员在充氮置换时没有检查系统是否畅通，再次开车时仍没有检查氢气系统压力是否正常。

　　2.2

　　氢气压缩机丧失抽力事故分析第二次事故是氢气压缩机B液位由50%下降至48%时，操作人员到现场打开加水阀加水，然而气液分离器液位快速降至6%，导致氢气压缩机丧失抽力，氢处理压力大幅波动，操作人员关闭工作液循环泵后，正常加水。加水至正常液位后，氢气压缩机抽力恢复正常。

　　循环液工作泵出口压力为0.4 MPa，当时纯水压力仅为0.35 MPa。操作人员开启加水阀门后，气液分离器内工作液被压回纯水加水管中，导致氢气泵液位迅速下降。加水阀位置的设计缺陷是本次事故的主要原因，操作人员没有检查纯水压力也是事故发生的重要原因之一，气液分离器液位计浮子卡死，出现假液位，是事故发生的诱因。

　　3 改进措施

　　3.1加强职工培训

　　（1）加强员工的责任心教育，完善奖惩制度，使广大员工切实认真、负责地操作。

　　（2）加强员工技术培训。通过每周一题、每月一考、事故案例分析等措施，提高操作理论及技术水平，避免失误操作。通过现场提问、技术比武等形式提高员工实际操作水平。

　　3.2工艺改进

　　由于加水阀位置设计缺陷。当高纯水压稍低于泵出口压力，就会出现高纯水倒流的现象，危及安全生产。因此，将加水阀改到循环液泵进口优化。经过优化后，即使高纯水压力低于0.4 MPa（不低于气液分离器压力），也不会出现工作液倒流现象。另外，往氢气泵加水时，严格控制纯水压力工艺指标≥0.5 MPa。加强职工培训和工艺改造后，未再发生同类事故，系统安全稳定生产。