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河南一飞过滤机械有限公司
一、事件回顾
江苏某电厂在氨区卸料臂前端于2017年2月安装了我公司生产的移动式(固定使用)液氨除油过滤器。
2017年9月6日上午9:30-11:30卸载液氨,过滤器运行正常,下午14:30检修人员发现过滤器有泄漏情况,观察液氨过滤器进出口压力表(量程4.0MPa)指针满格,判断压力为5.0MPa,检修工作人员随即对过滤器进行泄压至0Mpa处理,压力异常升高未造成其它事故。
我公司技术人员于2017年9月11日到达江苏某电厂氨区,对液氨除油过滤器压力异常升高原因进行检查,与当时检修工作人员对压力异常升高情况进行了沟通,后对进出口压力表查看,因压力异常升高,已造成损坏,压力表指针已不能归0,鹤管、隔离阀门及过滤器本体外观无变形损坏,并对过滤器进行拆解,对内部结构、滤芯进行详细检查,无变形损坏,更换密封垫、压力表,过滤器恢复原状,用氮气进行严密性试验,无渗漏。
二、压力异常升高原因分析
1、液氨饱和蒸汽压力值
液氨饱和蒸气压力值对照表
温度(℃) | -78 | -76 | -74 | -72 | -70 | -68 | -66 | -64 | -62 | -60 |
压力 (大气压) | 0.0582 | 0.0683 | 0.0797 | 0.0929 | 0.1078 | 0.1246 | 0.1437 | 0.1651 | 0.1891 | 0.2161 |
温度(℃) | -58 | -56 | -54 | -52 | -50 | -48 | -46 | -44 | -42 | -40 |
压力 (大气压) | 0.2461 | 0.2796 | 0.3167 | 0.3578 | 0.4034 | 0.4536 | 0.5087 | 0.5693 | 0.6357 | 0.7083 |
温度(℃) | -38 | -36 | -34 | -32 | -30 | -28 | -26 | -24 | -22 | -20 |
压力 (大气压) | 0.7875 | 0.8738 | 0.9676 | 1.0695 | 1.1799 | 1.2992 | 1.4281 | 1.5671 | 1.7166 | 1.8774 |
温度(℃) | -18 | -16 | -14 | -12 | -10 | -8 | -6 | -4 | -2 | 0 |
压力 (大气压) | 2.0499 | 2.2349 | 2.4328 | 2.6443 | 2.8703 | 3.1112 | 3.3677 | 3.6405 | 3.9303 | 4.2380 |
温度(℃) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
压力 (大气压) | 4.5640 | 4.9090 | 5.2750 | 5.6610 | 6.0685 | 6.4985 | 6.9520 | 7.4290 | 7.9310 | 8.4585 |
温度(℃) | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | 40 |
压力 (大气压) | 11.512 | 12.212 | 12.943 | 13.708 | 14.507 | 15.339 | 16.209 | 17.113 | 18.056 | 9.0125 |
温度(℃) | 42 | 44 | 46 | 48 | 50 | 52 | 54 | 56 | 58 | 60 |
压力 (大气压) | 9.5940 | 10.204 | 10.843 | 19.038 | 20.059 | 21.121 | 22.224 | 23.372 | 24.562 | 25.797 |
温度(℃) | 62 | 64 | 66 | 68 | 70 | 72 | 74 | 76 | 78 | 80 |
压力 (大气压) | 27.079 | 28.407 | 29.784 | 31.211 | 32.687 | 34.227 | 35.813 | 37.453 | 39.149 | 40.902 |
温度(℃) | 82 | 84 | 86 | 88 | 90 | 92 | 94 | 96 | 98 | 100 |
压力 (大气压) | 42.712 | 44.582 | 46.511 | 48.503 | 50.558 | 52.677 | 54.860 | 57.111 | 59.429 | 61.816 |
温度(℃) | 102 | 104 | 106 | 108 | 110 | 112 | 114 | 116 | 118 | 120 |
压力 (大气压) | 64.274 | 66.804 | 69.406 | 72.084 | 74.837 | 77.668 | 80.578 | 83.570 | 86.644 | 89.802 |
2、2017年9月份南通市气温情况
日期 | **高温度 | **低温度 | 天气 | 风向 | 风力 |
2017-09-01 | 28 | 21 | 晴转阴 | 东风 | 3-4级 |
2017-09-02 | 28 | 23 | 多云转阴 | 东风 | 3-4级 |
2017-09-03 | 28 | 22 | 阴转小雨 | 东风 | 3-4级 |
2017-09-04 | 28 | 24 | 小雨转阴 | 东南风 | 3-4级 |
2017-09-05 | 32 | 24 | 多云转小雨 | 东北风 | 3-4级 |
2017-09-06 | 28 | 22 | 小雨 | 北风 | 3-4级 |
2017-09-07 | 27 | 21 | 阴 | 东南风 | 3-4级 |
2017-09-08 | 29 | 21 | 多云 | 东风 | 3-4级 |
2017-09-09 | 27 | 23 | 阴 | 东风 | 3-4级 |
2017-09-10 | 30 | 24 | 小雨 | 南风 | 3-4级 |
2017-09-11 | 27 | 20 | 小雨转多云 | 北风 | 3-4级 |
2017-09-12 | 28 | 20 | 晴 | 东北风 | 3-4级 |
2017-09-13 | 27 | 20 | 晴转多云 | 东北风 | 4-5级 |
2017-09-14 | 26 | 22 | 多云转阵雨 | 东北风 | 5-6级 |
2017-09-15 | 26 | 21 | 多云 | 北风 | 5-6级 |
2017-09-16 | 27 | 19 | 多云转晴 | 北风 | 3-4级 |
2017-09-17 | 28 | 20 | 晴 | 西风 | 3-4级 |
2017-09-18 | 30 | 21 | 晴转多云 | 南风 | 3-4级 |
2017-09-19 | 29 | 20 | 多云转阴 | 东风 | 3-4级 |
2017-09-20 | 24 | 19 | 阵雨 | 东风 | 微风 |
2017-09-21 | 25 | 19 | 阴转多云 | 东风 | 微风 |
2017-09-22 | 26 | 21 | 多云转阴 | 东南风 | 微风 |
2017-09-23 | 23 | 20 | 阵雨转小雨 | 东风 | 微风 |
2017-09-24 | 24 | 21 | 小雨转大雨 | 东风 | 东风4-5级 |
2017-09-25 | 24 | 22 | 暴雨转小雨 | 东风 | 微风 |
2017-09-26 | 28 | 22 | 阴 | 西风 | 微风 |
2017-09-27 | 27 | 20 | 小雨转阴 | 西北风 | 微风 |
2017-09-28 | 25 | 19 | 晴转多云 | 东北风 | 东北风3-4级 |
2017-09-29 | 25 | 19 | 多云转阴 | 东风 | 微风 |
2017-09-30 | 24 | 21 | 中雨 | 东南风 | 微风 |
3、原因分析
(1)、据当时检修工作人员讲,发现过滤器泄漏、压力异常时,用红外测温仪测得环境温度30℃,过滤器下部温度为30℃,上部顶盖处温度32℃,考虑过滤器暴露在日光下及钢的吸热特性,上部温度高于环境和过滤器下部温度2℃属于与环境相符,现场实测温度与气象预报温度(上表)吻合。由液氨饱和蒸气压力值对照表可知,氨在32℃对应的饱和蒸气压力为:1.5339MPa,氨在90℃时对应的饱和蒸气压力为:5.558MPa,也就是说,过滤器及内部液氨温度达到90℃时,压力表压才可能显示5.0MPa,但当时氨区环境温度无异常,没有外部原因使过滤器温度升高到90℃,排除了因为外部温度过高造成过滤器压力异常升高的原因。
(2)、氨的性质:氨在常温常压下是气体,却很容易液化。氨的液化有两种方法:一在常压(一个标准大气压)下,冷却至-33.4℃液化。二在常温(例如20℃)时,把装在密闭容器的气氨加压到一定的压力(例如8.71大气压),发生液化,同时放出大量的热。我们常见的装在压力容器储罐内的液氨大都是第二种方法得到的。
成了液态的氨,就有了如水一样的不可压缩性。利用液体这个性质制造了万吨水压机。这边十几公斤压强传过去,那边变为上百上千吨的压力做功。在液压传动系统内是绝不允许多余的气相空间。而在液化气体储罐却正好相反,必须保留足够的气相空间。
以液氨钢瓶为例,当液氨装满瓶时,外界温度由20℃上升到25℃时,其中压力由原来的8.71大气压升至92.72大气压。经实际测定证明,这种状态下液氨温度每升高1℃,瓶内的压力就可升高1.316 —1.875MPa.。也就是说,满瓶的液氨温度只要上升5~10℃,瓶内压力就增加一两百个大气压,而液氨钢瓶设计压力为25个大气压。那么钢瓶就完全可能屈服变形或爆炸。只有当钢瓶内留足了气相空间时,瓶内的液化气体压强就始终等于它对应温度下的饱和蒸气压。例如液氨在20℃,为8.46大气压;升至60℃,也才为25.80大气压。