某公司先后建成氯碱、聚氯乙烯、特种树脂、氯化聚氯乙烯、双氧水、电子化学品、空分、高纯氢、公用工程等生产装置，各类设备有2 500多台，工艺管道15万m、地下九类管网3.26万m、外管2.1万m。2010年5月8日氯碱装置顺利开车后，各生产装置相继建成开车。装置运行4年多来，有的设备应用比较成功；有的设备存在材料选择、设计选型不合理，未按图纸制造，安装监理不到位，试压试漏方案和介质与规范要求不符，使用不合理等情况，其中部分问题已经得到解决，有些问题依旧存在。为总结经验，吸取教训，现对设备应用状况进行分析评价，供同行交流借鉴。

1应用比较成功的设备

    (1)盐水凯膜过滤器、盐水预处理器、膜法脱硝装置，及配套双级活塞推料离心机运行稳定，适应多品种原盐，保证了一次盐水的质量。

经过4年的稳定运行，采用预处理+微滤膜过滤的膜分离盐水精制工艺被证明远优于传统的道尔澄清桶工艺。该工艺简单，去除了碳素管过滤器等工艺环节，不需大型的澄清桶、砂滤器等设备，占地面积小，投资省、运行费用低，更为关键的是大大提高了一次盐水的质量。

盐水膜法脱硝工艺主要包括3个部分：淡盐水预处理（调节温度、调节pH值、除氯）、膜过滤分离、冷冻离心脱硝。利用纳滤膜对盐的截留性能（即截留SO₄^2-的性能优于Cl^-），对含有Na₂SO₄和NaCl的淡盐水进行分离，从而实现NaCl的回收、Na₂SO₄的脱除。

    (2)n - BiTAC^® - 891电解槽采用了膜极距技术，其拥有特殊的阴极网和弹簧，使阴极网和膜紧贴于阳极网，电极距降至最小，达到“零极距”。阴极网由0.1～0.2 mm细小镍丝编织丽成，带有极薄的阴极活性特殊涂层，更加柔软光滑，拆卸方便，弹簧均匀细密。这样不仅有利于膜的长期稳定运行，更有利于大幅降低槽电压，节约电耗，适合高电流密度运行，各项性能指标明显比BiTAC^®- 891优越^[1]。

    除n - BiTAC^®- 891电解槽表现出良好运行性能外，真空脱氯装置水喷射器也比蒸汽喷射器节能降耗，真空度保持稳定，还可以将氯氢装置的氯水脱氯后送至一次盐水用于化盐，达到了循环利用的目的。

    (3)氯氢装置除事故氯装置设备选择有缺陷外，大部分设备应用比较成功，有力地保证了氯碱装置的稳定运行。

    氯气洗涤塔、硫酸干燥塔组合、孟山都氯气水／酸除雾器及配套的硫酸冷却器组成氯气干燥系统，干燥后氯气含水质量分数保持在5×10^-5以下，折吨烧碱耗硫酸12 kg左右，不仅保证了西门子透平机及配套设备的稳定运行，而且提高了液氯产品的质量。

    西门子透平机及氢泵自开车以来，运行稳定。其操作方便，节能降耗，且无须日常维护保养。

    氯气洗涤塔整体结构采用全玻璃钢制作，液体分布器采用钛材，填料为瓷质波纹填料+两层聚丙烯短阶梯环。氯水冷却循环和洗涤氯气，液位采用自动控制，多余氯水或送入次氯酸钠装置生产次氯酸钠，或送人电解脱氯塔处理后用于化盐。

    (4)氯化氢装置为南通星球石墨设备有限公司，的二合一合成炉，生产控制较平稳，紧急停车方便、安全可靠，保证了盐酸质量，产生的热量用于溴化锂冷水机组，节能效果明显。

热水型溴化锂机组充分合理地利用了生产装置中的热源，是目前行业中节能减排推荐的装置技术，一方面利用多余热能，减少热污染，另一方面减少电制冷用电。

    氯化氢合成炉冷却用热水循环贮槽液位采用自动控制，既稳定了工艺参数，又减轻了人工劳动强度，也使岗位的操作具有规律性。

    (5)次氯酸钠装置复合钛板反应釜同与之配套的循环磁力泵生产稳定，现场整洁，无泄漏，装置实现污水零排放，It次氯酸铺耗碱450 kg左右。在次氧酸钠装置中，采用进口的磁力泵作为碱液循环泵，泵体ECTFE耐腐蚀性、耐磨性、抗蠕变性能均优于PTFE、PFA、FEP，在连续运行4年多的过程中仅出现1次电动机故障及1次操作故障，体现了较高的性价比。

    (6)空气压缩、制冷机组、氯气液化、氯乙烯单、体压缩选择喷油润滑螺杆压缩机，螺杆压缩机比活塞式压缩机故障次数少，运行稳定，大大减少了维修工作量，降低了维修费用。在项目建设时，空气压缩和氯气液化螺杆压缩机未选择进口品牌（如阿特拉斯、英格索兰等空压机，约克、开利等制冷及氯气液化机组），虽然减少了设备投资成本，但运行不太经济，稍有遗憾，性价比不高。液化装置的自动化程度低，在机组开停车及液氯贮槽切换时采用人工操作。可考虑提高装置的自动化程度，进一步提高劳动生产率。

    (7)陶氏超滤装置制高纯水工艺简单，是目前水处理行业的最新技术，与阴阳树脂离子交换相比，降低了处理成本和人工劳动强度；此外，装置占地面积小，故障次数少，综合能耗低，运行稳定。

    (8)循环水装置不考虑供水设置合理性和经济性，就上虞金泰凉水塔和循环水泵的选择与改造结果讲，还是比较成功的。运行4年多来，除当初循环水用直流水腐蚀泵叶轮外，一直运行稳宅，节能效果明显。在生产运行过程中，又根据产品结构的调整，对循环水泵和利用回水背压驱动凉水塔风机实施合同能源改造，节能效益非常明显，而且基本无机械故障。 

    (9)70m³聚合装置的日本巴工业株式会社离心机、聚合釜、汽提塔、旋风干燥床、屏蔽泵、内壁喷涂聚脲的料仓在运行2年中比较稳定，聚氯乙烯产品质量高，特别是输送单体的屏蔽泵故障，步、无泄漏。此外，还采用了粉料稀相输送工艺，且称量、包装、码垛均为全自动化控制，操作简单、安全可靠。70m³聚合装置在投运2年后，因市场等因素，停止运行，现处于封存状态。

    (10)空分装置尽管规模不大，经济指标可能不如同行先进的空分装置，但空分装置为用氮提供了有力支持，大型机组（如台湾复盛公司离心式压缩机、杭州杭氧股份有限公司循环增压机、成都深冷液化设备有限公司的高低温增压透平膨胀机）通过维护保养，运行稳定，故障较少。

    (11)双氧水离心式压缩机、氢气压缩机、膨胀机、氢化塔及氧化塔等设备自开车运行以来表现出稳定和经济运行的性能。涡轮膨胀机膨胀制冷处理双氧水尾气是典型的节能减排工艺，它是利用双氧水生产中最后从氧化塔排出的氧化尾气的余压驱动涡轮膨胀机运转，从而产生强大的冷量冷却氧化尾气，将氧化尾气中的芳烃和其他可凝成分冷凝为液体而回收利用，避免了芳烃向大气排放而造成原料浪费和大气污染的问题。氢化塔和氧化塔的结构设计、材料选择和现场监造过程，相关人员均付出了很多精力，在生产运行中证明比较成功、合理。

    (12)在特种树脂装置中，氯醚干燥筛分和CPVC装置筛分均采用气选分离机替代螺旋振动筛，大大降低了设备故障率，杜绝了跑冒滴漏，改善了劳动环境。气选分离机真正解决了传动振动筛以重力势能或施加激振力为原理，对多种物料筛分效果差的难题。物料通过螺旋输送系统后，与气流混合、雾化进入机体内的网筒，通过网筒内的叶片，物料同时受到离心力和旋风推进力，从而使物料喷射过网，由细料排出口得到成品物料，杂质和粗料从粗料排出口自动分离。

2应用有缺陷的设备

2.1材料选择、设计选型不合理

    多台设备及多条管道设计选型未考虑实际运行工况，在生产过程中发生腐蚀、破损、泄漏，存在安全隐患。

    (1)设备、管道PO/PE衬里破损，淡盐水、次氯酸钠、废硫酸等氧化性介质的设备管道衬里不适合选用PO/PE。①电解出来淡盐水DN200衬PO管道于2013年初系统检修时更换为钛管；②氯化氢工序25m³碱液循环槽衬PO破损，于2013年更换为PVC+ FRP；③次氯酸钠25m³成品槽衬PE破损已多次维修；④氯氢工序碱液循环槽和稀硫酸槽衬PE层均破损，碱液循环槽更换为钢衬胶设备，稀硫酸槽将更换为PVC+ FRP设备；⑤成品罐区5台150m³成品次氯酸钠贮槽衬PO层破损，l台返修，运行1年后衬PO层破损，新制作的3台250m³成品次氯酸钠贮槽已更换为PVC+ FRP设备。

原因分析：设备、管道衬PO/PE层使用寿命受原料质量、施工环境以及管理水平等制约，差异很大，在一次盐水工序中可以使用，在二次盐水工序和淡盐水、次氯酸钠、事故氯碱、废硫酸等氧化性介质中以及超过65℃工作环境中慎用。

    (2)设备、管道材料不耐介质腐蚀，运行2年报废更换。①成品次氯酸钠发货和盐酸管道原为钢网PE材质，使用不到2年就全面龟裂、渗漏，现已更换为PVC+ FRP材质；②“三废”无机池污泥泵进口管由碳钢管改为塑料管，消除了酸性污泥对管道的腐蚀；③压滤系统加药槽由钢材改为PVC材质；④I段氯气干燥塔填料材质由PP梯形花环更换为CPVC泰勒花环。

    原因分析：PE材料不耐氧化性腐蚀，次氯酸钠具有强氧化性，浓盐酸具有氧化性和还原性，高纯酸管道尤其不能采用钢网PE管，腐蚀后的钢网也极易污染高纯酸；污水中有时含有次氯酸钠和高纯酸等介质，钢网PE管也不适合，即使次氯酸钠和高纯酸介质用PVC+ FRP材质，也要注意接头处，防止渗漏；废水均具有腐蚀性，用碳钢材质的设备管道明显不合适；PP填料抗氯气氧化性能差，时间久后易破碎造成填料层堵塞，而CPVC材质填料抗氯气氧化性、抗老化性能明显优于PP材质，适合于次氯酸铀、盐酸、污水等管道。

    (3)设备管道材质强度不足，使用过程中经常发生破损。①超滤装置进水管材质由塑料改为不锈钢，解决了塑料管强度不足的问题；②氧化液储罐底板明显变形，底板中间向上弯曲，强度不足。

    原因分析：超滤和反渗透均是以压力差为推动力的，UPVC管道强度不足，承受不了运行过程中的振动而破损；经计算，氧化液储罐底板厚度应在9mm以上，但设计院设计厚度为8mm。

    (4)设计选型不合理。①70 m³聚合装置接管法兰垫片多选用C形带外环金属缠绕垫片，若金属缠绕带松散，则单体从法兰面泄漏；②整流变开关线路侧避雷器通过固定绝缘板的绝缘横档爬电。

    原因分析：HC 20592-1997推荐使用D形带内外环金属缠绕垫片，选型采购中没有注意标准中的注释。避雷器上部带电部位的连接采用软铜线，无法固定避雷器并保持与绝缘横档闯的安全距离，为相间爬电创造了条件。

    (5)双氧水氢化液铝质板翅式换热器爆裂，工作液泄漏，后选用316L不锈钢焊接板式换热器。

    原因分析：双氧水工作液渗透性强，其设备、管道应选用321或316L不锈钢材质，并进行酸洗钝化。

    (6)污水泵均选用衬里立式自吸泵，在部分装置上故障率高，维修频繁，已改为卧式衬氟离心泵。

    原因分析：立式自吸泵对颗粒直径有要求，尽管立式自吸泵有很多优点，但要针对不同工况进行选择。

    (7)稀硫酸板式换热器材质选用SM0254，部分板片腐蚀穿孔，更换为C276材质。

原因分析：SM0254是一种奥氏体不锈钢，在稀硫酸介质环境中使用时应注意温度和浓度的适用要求（图1为不同浓度硫酸情况下SM0254的腐蚀曲线）。

(8)保温材料选择不合理，如混合盐水槽、精盐水槽、液氯贮槽和液氯管道均采用聚苯乙烯泡沫材料进行保温，热能损失量大，而且对管道（设备）产生严重的腐蚀。后均更换为聚氨酯泡沫塑料。

原因分析：由于聚苯乙烯板被压缩变形，其密度增大，导热系数随之上升，隔热效果也会随之降低；液氯贮槽和液氯管道经常积聚冷凝水，腐蚀设备和管道。

(9)设备、管道设施设计明显不合理的还有：①液氯包装行车电源存在问题，当有一台行车在断电维修时，其他行车不能使用（增设行车电源轨道，避免了5台行车由于电源问题而不能使用的尴尬）；②氢泵出口止回阀内不锈钢球较薄，容易破损，达不到止回效果；③次氯酸钠反应釜进气分配管CPVC材质因振动大，易断裂。

2.2未按图纸制造，安装监理不到位，试压试漏方案和介质与规范要求不符

    (1)电解A、B套湿氯气冷却器钛封头密封面氯水、氯气渗漏，封头密封面发生缝隙腐蚀。

    原因分析：考虑到防缝隙腐蚀，设计图纸要求此设备管板及接管密封面材质选用TA9或TA10，但制造单位选用了TA2，因此产生了缝隙腐蚀。

    (2)70m³干燥离心机绞龙螺旋轴断裂。

    原因分析：螺旋轴断口比较平齐，系扭断；经测量发现，螺旋轴实际尺寸为Φ133×4，但设计图纸为Φ133×5，且轴的薄厚不均匀，因此轴的抗扭转强度和刚度未达到设计要求。

    (3)盐水3^#折流槽(5000×1200×1200，V=7.2 m³，材质PP)焊缝撕裂，发生整体破损。

    原因分析：经检查发现，制造单位在制作该设备时，焊缝坡口和焊接质量明显不符合图纸要求。

    (4)氯氢三段干燥塔塔盘漏液严重，干燥效果差。

    原因分析：制造单位制造的塔盘不平整，分块塔盘之间密封效果差。

    (5)5个盐水配水槽和精盐水贮槽（Φ12 000×10 000，V=1130 m³，材质FRP）保温层坍塌。2012年采用抱箍加强，其中1个精盐水贮槽利用原有材料外包玻璃丝布，并采用耐酸碱油漆重新保温。

    原因分析：施工质量不佳，再加上盐水腐蚀环境，致使外包白铁皮腐蚀。

    (6)蒸汽波纹膨胀节在水压试验时破损。

    原因分析：试压前没有拆除膨胀节所有拉杆，试压速度过快。

    (7)整流变开关柜放电，有爬电的弧光。

    原因分析：安装存在缺陷。

(8)试压试糯方案和介质与规范要求不符，70m³聚合装置不锈钢管道、管件腐蚀。

原因分析：①试压用水的氯离子含量偏高（质量分数>2.5×10^-5）；②试压后没有立即将水排掉，在静止的水中，氯离子质量分数超过2.5×10^-5易造成不锈钢点腐蚀和晶间腐蚀。

    (9)高纯氢1 000m³／h氢气压缩机开车运行不正常，活塞环磨损严重，阀片损坏，气缸拉毛。

    原因分析：管道吹扫不彻底，过滤器精度不够，杂质进入机器。

2.3使用不合理

    (1)循环水采用河道水，氯离子含量偏高，多台设备泄漏腐蚀：①氯气螺杆液化机组油冷却器腐蚀，②O℃和-15℃螺杆制冷机组油冷却器腐蚀，③氯乙烯机后冷却器腐蚀穿孔，④主循环泵和聚合循环泵叶轮腐蚀，⑤整流系统不锈钢板式换热器产生点腐蚀穿孔，⑥双氧水生产系统氢化塔不锈钢换热器腐蚀穿孔。不锈钢设备均表现为氯离子点腐蚀，换热管形成小孔，管件开裂。将循环水改用自来水后，设备腐蚀大为减轻。

    (2)硫酸板式换热冷却器泄漏，硫酸进入7℃冷水中，造成如下后果：①溴化锂机组铜管腐蚀，冷媒水进入蒸发器造成溴化锂溶液酸度偏低报废；②0℃D机组满溢式蒸发器铜换热管发生穿孔腐蚀，报废更新。后在7℃冷水系统加装在线pH计加以监控。

3仍存在的问题及改进建议

    (1)离子膜电解槽湿氯气出口钛法兰逐淅腐蚀。分析原因主要是TA2材质在高温湿氯气环境中易发生缝隙腐蚀。应将该钛材更换为Ti-0.15Pd或Ti-0.3Mo -0.8Ni。

    (2)2套离子膜氯酸盐分解槽的设计工艺是：用蒸汽加热淡盐水和盐酸至93℃，使氯酸盐分解。运行过程中蒸汽须直通人氯酸盐分解槽，造成槽体振动，从而引起楼面的共振，近期在槽体底部横梁发现细微裂纹。须对氯酸盐分解槽进行改造，消除或减小振动，使氯酸盐分解效果达到良好。

    (3)氯氢事故氯装置经几次改造，仍有铁离子樗染，事故氯不能送次氯酸钠装置。须将该装置所有管道（包括透平机混合气和尾气管道）进行防腐衬里，板式换热器采用钛材外，其他设备均更换为PVC/ERP，彻底消除铁离子污染。

    (4)大流量吸收塔为碳钢衬PO，PO衬里一旦破损会对次氯酸钠生产造成影响，要定期检查该设备内部衬里，及早采取防范措施。

    (5)液下泵已为淘汰产品，结构复杂，维修工作量大，维修费用高。行业已逐渐采用双壳磁力泵输送液氯，可以做到无泄漏，应进行改造。

    (6)液氯充装管建设时未采用厚壁管，材质为20^#普通钢( CB/T 8163-1999)，按照压力管道标准（CB/T 20801.2-2006的6.3.1表l中规定．CB/T8163-1999中碳钢管道不得用于GC1级管道），主管与支管采用挖眼三通的连接方式和直管段的变径采用盲板挖眼的方式均不符合规范要求，须更换。

    (7)液氯包装行车长期以来实际运行频率超过设计使用频率，有时不规范使用，零部件质量参差不齐，且日常保养机会较少，部分零部件过早疲劳损坏，故障率高，威胁生产安全，应采取针对性整改措施。

    (8)空分装置循环水回水背压高，原料机冷却器易积垢，对原料机正常运行造成影响，也经常发生压缩氢循环水池溢流。应采取措施尽量降低原料机进气温度，以提高原料机效率；汽化器出口的钢管、阀门因低温脆性多次发生裂纹，须改用耐低温材质的管道和阀门；小螺杆机带润滑油，须改进，避免对分馏塔安全运行造成影响。

    (9)电解槽厂房、液氯包装厂房、盐水堆放芒硝屋顶彩钢瓦以及主管架钢构、部分碳钢管道腐蚀严重，须尽快采取措施进行防腐，否则后期维护费用大幅增加，也存在安全隐患。接触腐蚀性介质的厂房、钢构、设备及管道，建设使用之初应进行彻底除锈防腐（如涂刷环氧树脂）处理，否则维护费用很高。

    (10)若地下九类管网破损泄漏，则维修时要挖开马路，影响厂区环境；特别是循环水系统受损时，所有生产装置的芷常运行都会受到影响。因此，要组织制定应急预案。另外，现场须设置地下管网图和管架立面图指示标牌，以便查找、处理问题。给水自来水和直流水系统采用铸铁管（< DN50的采用镀锌管），循环水大口径采用钢卷管，排水管采用市政管网用的双壁波纹管，性价比较高。目前存在的问题是采用的镀锌管腐蚀严重，以后使用中可选

UPVC、PE、PB塑料管。另外，双壁波纹管小口径(< DN500)的耐压性不够，由于市场上产品质量参差不齐，须购买质量比较好的产品。

(11)当设备、管道泄漏时，利用移动式真空管便于抢修作业，安全处置涉氯装置。很多涉氯装置无移动式真空管，建议设置。

    (12)酸碱介质离心泵腐蚀严重，特别是轴封处泄漏严重。酸碱介质等无杂质的离心泵应采用磁力泵或屏蔽泵，部分传动设备轴封处应采用磁力密封，这样可减少泄漏点。

    (13)发货场地无防渗漏措施，多处地面腐蚀下沉，盐酸和次氯酸钠发货鹤管维修频繁，受盐酸尾气和次氯酸钠分解氯腐蚀，周围仪表桥架和管道锈蚀严重。须对发货现场设施进行整改。

    (14)各装置润滑油回收量占使用量约44.76%，相关人员还未养成回收轴承箱、齿轮箱等润滑油的习惯，润滑油流人雨水或污水管网污染环境，特别是流人化盐池对盐水质量造成不良影响。大型机组润滑油均可以回收，经分析后可以降级使用。

    (15)装置开车后，曾发生多起化学介质伤害员工眼睛的事件，其中阀门破损有两起。除对输送危险介质的管道加装防喷溅保护套外，危险介质相关阀门也应加装防护罩。

    (16)生活污水泵故障率高，每次维修都动用汽吊，维修工作量大、费用高，建议改为普通卧式离心泵。

    (17)装置开车以来，氢泵出口气水分离器能力偏小，造成气水分离效果较差，一部分水被带到压缩后的管道，设备，给后续用氢系统带来不便，也增加了后续系统排水工作量。为此，须在氢气总管增加1台能力较大的气水分离器，采用高效除雾器芯减少氢气带水量，避免后续系统压力波动，减少排污量，也避免冬季管道结冰等情况。

4氯碱装置设备应用趋势

    化工过程装备涉及的生产装置十分宽广，主要是化工过程机械、化工过程设备、承压类特种设备三大部分。化工过程装备主要向新材料、节能降耗等综合方向发展，表现为大型化、高效化、结构简单化、操作自动化。

    (1)本质安全。自动化程度高，大型化，运行稳定，效率高，消耗低，现场无人值守是化工设备发展的趋势。由中国石油和化工勘察设计协会和中国氯碱工业协会组织编制的《烧碱装置安全设计规范》将要发布实施，该规范从设计角度详释了氯碱装置本质安全的各项要求。

    (2)环保。化工企业面临环保压力越来越大，氯碱环境腐蚀性较强，环保压力比一般化工企业更大。①无泄漏传动设备和可靠的密封装置是创造清洁环保工厂的首选，酸碱介质的离心泵及液氯输送泵都会向磁力泵、屏蔽泵方向发展。②管道、管件、法兰、垫片等材料和类型的选择须考虑清洁环保。玻璃钢及其复合材料已为中国复合材料奠定雄厚的基础，在未来的工业发展和应用中，玻璃铜及其复合材料仍然会为氯碱行业所关注。化工设备与管道多为承压类特种设备，我国制定了国内外最严格的特种设备法规及其技术规范，管道、管件、法兰、垫片等符合标准的选型为化工企业安全环保运行提供了保障。

    (3)节能。①选用节能型机器设备，如换热器是各生产工序重要的设备，大部分工艺过程都有加热、冷却或冷凝过程。选择换热器要充分考虑低温差、低压力损失、占地面积，甚至要考虑在线清洗。②选用节能工艺，如采用高压氯气液化工艺，须配套高压氯气透平机等设备。③目前行业中采用热泵将低品质热能转化成高品质热能，满足企业实际用冷或用热，该技术正在积极的推广和改进中。④用BOT[ Build（建设）-Operate（经营）-Transfer（转

让）]模式（类似于合同能源管理）建设部分装置，与投资方共同分享节能效益。

    (4)维护保养设备向专业化方向发展，可依托各公司现有的资源组建专业化维保队伍，与知名品牌供应商合作，专门从事大型机组维护保养。另外，化工设备管道在线检验技术迅猛发展，TOFD、RBI及计算机技术的发展为在线检验化工设备（包括压力容器、管道等特种设备）提供了坚实基础。