我國現(xiàn)有上千臺尿素合成塔在化肥生產(chǎn)裝置中運行，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《關于進一步加強尿素合成塔生產(chǎn)使用檢驗工作的通知》，其中提出了要對生產(chǎn)運行中的尿素合成塔進行在線檢漏，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，設置適當?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)生的反應時間和氨紅外氣體分析儀要求的試氣流量的大小來設置。由于塔體的高度不同，各個筒節(jié)盲層板的內(nèi)部結構和檢漏管的長度、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。其技術特點是：①檢測靈敏度高。當塔體襯里有泄漏發(fā)生時，進入筒節(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鍵成分氨的含量，檢測泄漏介質(zhì)反應時間短，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設備不受腐蝕。蒸汽檢漏時，若品質(zhì)不高的蒸汽進入檢漏通道后，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)擴散到殼體層板，造成對塔體的腐蝕，特別是在焊縫等應力集中區(qū)腐蝕更為嚴重。氮氣不具有腐蝕性，且是惰性氣體，進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。

    應用結果令人滿意

    目前該技術在國內(nèi)已得到了生產(chǎn)應用，由浙江大學化工機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技術委員會組織的技術鑒定，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行取樣分析，現(xiàn)場還設置了巡檢崗位，有專人定時對塔體泄漏情況進行檢查，檢測工作繁瑣，費時費力，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，在總控室即可進行實時監(jiān)控，不需在現(xiàn)場檢測。該系統(tǒng)設計的泄漏介質(zhì)反應時間約為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，實際上當全塔氨泄漏量為0.15毫升/分鐘時，即可在顯示器上反應出來，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)運行情況良好，效果顯著，為尿素合成塔長周期安全運行提供了可靠的保證。