合成氨裝置采用的原料、燃料、過程產(chǎn)物及產(chǎn)品大多為甲類、乙類火災(zāi)危險性物質(zhì)，其中還有有毒物質(zhì)，操作又在高溫、高壓下進行。其生產(chǎn)特點為：高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒。由于主要設(shè)備為單系列，因而設(shè)備一旦發(fā)生故障，往往會造成全裝置停車。故障處理不當(dāng)，甚至造成重大事故發(fā)生。
(一)裝置事故統(tǒng)計分析
我國70年代引進的大型合成氨裝置，在生產(chǎn)初期曾頻繁發(fā)生事故。自1977年至1979年三年間，十一套裝置曾發(fā)生人身傷亡事故43次，重大停車事故307次。停車事故中以設(shè)備事故最多，停車次數(shù)為199次，占事故總數(shù)的64．82％。詳見表7—5。
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設(shè)備重大停車事故共199次，按設(shè)備類別分，見表7—6。
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其中，主要設(shè)備發(fā)生重大停車事故54次，以合成氣壓縮機發(fā)生停車事故最多，為30次。詳見表7—7。
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我國大型合成氨裝置投產(chǎn)初期，催化劑發(fā)生損壞的事故也較多。1977年到1980年四年期間，13套大型合成氨裝置八種催化劑中七種催化劑更換了58次。其中，因事故更換23次共760．02t，按計劃更換35次共1316．66t，事故更換催化劑占總更換量的36．6％。整爐更換共46爐。其中，事故更換13爐，計劃更換33爐。事故更換次數(shù)最多的是一段轉(zhuǎn)化催化劑。詳見表7—8(1) 。
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從上述統(tǒng)計可以看出，我國大型合成氨裝置生產(chǎn)初期，裝置重大停車事故頻繁發(fā)生，按每廠、每年平均停車事故次數(shù)計達12．79次，平均每廠每月停車一次以上。停車事故中以設(shè)備事故占的比例大，損失也大。而主要設(shè)備停車事故又以合成氣壓縮機事故次數(shù)最多。同時，催化劑損壞事故也較多，經(jīng)濟損失也大。其中，一段轉(zhuǎn)化爐催化劑事故更換次數(shù)為最多。
裝置運行進入正常期后，事故次數(shù)大幅下降，裝置實現(xiàn)了安全、穩(wěn)定、長周期運行，長周期運行都達到一年以上。從石化總公司所屬企業(yè)1983年到1993年11年間發(fā)生的774例典型事故看，合成氨裝置為36例(大型合成氨裝置22例，中型合成氨裝置14例)，占總次數(shù)的4．65％。10套大型合成氨裝置發(fā)生的22例典型事故中，人身事故2例，設(shè)備及生產(chǎn)操作事故20例，按每廠、每年事故次數(shù)計已不足一次。20例事故按設(shè)備部位分類見表7—9。
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由表可見，一段轉(zhuǎn)化爐(氣化爐)事故次數(shù)為最多。發(fā)生催化劑損壞事故共5次。其中，一段轉(zhuǎn)化催化劑事故更換4次，合成催化劑更換1次。
從上述合成氨裝置事故統(tǒng)計情況，可以看出裝置中易發(fā)生故障的部位和危險因素。現(xiàn)分析如下：
(1)合成氨裝置投產(chǎn)初期為事故多發(fā)期。重大停車事故中，以設(shè)備事故次數(shù)最多，生產(chǎn)操作事故次之。事故發(fā)生情況表明，設(shè)備存在缺陷、維護不當(dāng)、違章作業(yè)是造成事故多發(fā)的主要原因。通過切實做好設(shè)計、制造、施工、生產(chǎn)準備等前期工作，可減少事故的發(fā)生。
(2)投產(chǎn)初期設(shè)備事故中，儀表造成停車事故多。主要是自動控制、自動聯(lián)鎖采用常規(guī)儀表，故障率高，使用、維護又不當(dāng)造成的。通過采用集散型控制系統(tǒng)(DCS)及故障安全控制系統(tǒng)(1SC)，可減少因儀表故障造成的重大停車事故。
(3)投產(chǎn)初期重大設(shè)備停車事故中，轉(zhuǎn)動設(shè)備造成事故最多。四大機組中又以合成氣壓縮機為最多。合成氣壓縮機發(fā)生的事故中，以燒軸瓦事故次數(shù)為最多，以透平轉(zhuǎn)子斷葉片事故最為典型。事故主要原因是維護不當(dāng)和設(shè)備存在缺陷。只要把好設(shè)備設(shè)計、制造、安裝、試車關(guān)，可避免此類事故的發(fā)生。
(4)裝置生產(chǎn)正常穩(wěn)定后，各類事故大幅下降，但轉(zhuǎn)化(氣化)系統(tǒng)事故次數(shù)下降幅度不大，成為事故多發(fā)部位。主要是一段轉(zhuǎn)化催化劑中毒、結(jié)碳和設(shè)備內(nèi)部爆炸等事故，事故損失大，危害大。因此，轉(zhuǎn)化(氣化)單元是裝置重點危險部位，對其在開、停工及正常生產(chǎn)中，存在的各種危險因素應(yīng)采取重點防范措施。
(5)裝置使用的催化劑種類多，催化劑事故更換，在生產(chǎn)事故中一直占有不小的比例。其中，以一段轉(zhuǎn)化催化劑事故更換次數(shù)最多。造成催化劑損壞的原因，除設(shè)備故障影響外，絕大多數(shù)是在開、停工過程中，違章作業(yè)、維護使用不當(dāng)引起的。因此，在開、停工中，應(yīng)按催化劑操作規(guī)程的要求采取防范、保護措施。
(6)合成氨高壓系統(tǒng)發(fā)生重大事故的次數(shù)較少，重大設(shè)備事故主要是密封面發(fā)生泄漏及合成塔內(nèi)件損壞。其中，合成塔內(nèi)件損壞事故由于經(jīng)濟損失大，裝置停工時間長，應(yīng)重點預(yù)防。事故發(fā)生的主要原因是設(shè)備存在缺陷，加上操作不當(dāng)(如：升溫快、壓差大)引起的。
