摘 要：硝酸生产装置中的氨氧化炉是生产稀硝酸的关键设备，在生产运行中出现氨氧化炉大盖法兰泄漏、换热管过热及泄露、铂网催化剂托架内壳体四周焊缝处开裂及托架法兰陶瓷纤维密封带损坏等问题，严重影响装置的长周期平稳运行。本文针对氨氧化炉在运行中出现的问题，结合生产实际提出针对性措施并在维修中加以实施，从维修后的效果看，达到了预期的效果。 关键词：氨氧化炉、铂网托架、陶瓷纤维、维修方法
1 氨氧化炉结构及流程简介
1.1氨氧化炉结构
我公司15 万吨/年稀硝酸装置氨氧化炉为二类压力容器，该设备是由氧化炉，过热器和废热锅炉三体合一组成的，上部为氧化炉（含燃烧器、铂网托架组件），下部为过热器及废热锅炉（蒸发器），上部直径为Φ4070mm，下部直径为Φ3300mm，紧靠氨氧化炉下壳体内壁上设有水冷壁，上下壳体由法兰连接。
1.2工艺流程简介
按气流方向，其工艺流程为：按一定比例混合的氨和空气混合原料气从封头上部入口管道进入氨氧化炉，氨—空气混合气自上而下在氨氧化炉内均匀分布于铂网（催化剂）上，进行氧化反应：4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q
氨氧化反应所释放出的热量使氧化氮气体温度升至 860℃左右，此气流经安装在氨氧化炉下部的过热器和废热锅炉回收热量后，温度降至 420℃以下。
2 氨氧化炉的故障情况、原因分析及维修方法
2.1故障具体情况
在装置启、停过程中，氨氧化炉中分面法兰频繁出现泄漏，且装置在连续运行一年后，经化验发现稀硝酸铵盐指标超标。将氧化炉上盖拆开，对铂网铺设、铂网压边、铂网托架情况进行检查，检查结果铂网铺设完好，发现铂网托架内壳体法兰隔热衬垫（陶瓷纤维毡）部分缺失，将铂网拆除取出拉西环,吊出铂网托架，发现有以下问题：（1）铂网托架内壳体法兰变形且托架底部支撑环焊点断开以及铂网托架内壳体焊缝处大量开裂；（2）过热器
换热管有轻微过烧现象;(3)蒸发器换热管存在漏点。
2.2原因分析
2.2.1我单位氨氧化炉中分面法兰直径4350mm，材质为20MnMoⅢ，它的作用是把上封头与下壳体连接紧固。其密封面型式为凹凸面密封，垫片材质为陶瓷纤维毡。该密封面主要是防止氨空混合气的泄漏。经分析氧化炉中分面法兰泄漏主要原因是密封垫片压紧力不足、法兰结合面上的粗糙度不恰当等引起密封垫片与法兰面之间密合不严而发生泄漏。另外法兰连接后螺栓变形、伸长，及密封垫片长期使用后塑性变形、密封垫片材料老化、变质等，也会造成垫片与法兰面之间密合不严而发生泄漏。
2.2.2氨氧化炉铂网托架材质为耐热不锈钢（06Cr25Ni20），其内壳体法兰直径为4020mm，铂网托架底部的铂网支撑板由耐热不锈钢焊制的多块矩形筛板组合而成。我单位氨氧化炉工作温度在860℃左右，在此高温下这种结构虽能维持正常生产，但存在明显的问题和不足: （1）上述耐热钢板在此高温下，刚度较差，使用不久即产生向下的弯曲变形，铂网托架因向下弯曲变形导致托架内壳体法兰局部变形，法兰变形后隔热衬垫局部压紧力不足，致使内壳体法兰隔热衬垫被混合原料气吹开，导致密封垫部分缺失，进而导致
弹簧包混合原料气从缺失的隔热衬垫处窜入后续系统，造成稀硝酸中铵盐含量高。（2）此外在高温环境下焊缝易产生裂纹甚至断裂，加上铂网托架内拉西环和铂网的重量（经计算二者的重量约为1000kg），导致铂网托架底部支撑环焊点断开以及铂网托架内壳体焊缝处大量开裂。
2.2.3仔细检查发现氨氧化炉过热器上部第一层换热管靠近过热蒸汽出口处局部出现过烧现象（换热管表面附着薄片状灰白氧化皮），蒸发段换热管发现换热管有两处泄漏点。对过热器过烧的换热管进行壁厚测量，壁厚均在4mm以上（符合设计要求）。
智能卡服务2.3维修方法
交通评估
2.3.1针对氧化炉中分面法兰频繁泄漏的问题，我单位根据现场实际情况结合同类生产企业的经验，采取了以下措施：（1）中分面密封面型式为凹凸面密封，凹面处宽度为40mm，将该法兰密封垫更换为陶瓷纤维盘根（10mm×10mm），将盘根沿着凹面密封面并排缠四圈。（2）更换失效的紧固螺栓。（3）我单位氨氧化炉中分面法兰由72道M33*450的螺栓连接紧固。为保证法兰密封垫（陶瓷纤维盘根）压紧力一致，必须使72道螺栓预紧力一致，我单位采用中空液压扳手预紧螺栓，液压泵的压强控制在30MPa 左右。
混合罐
抓瓜2.3.2针对铂网托架内壳体法兰隔热衬垫部分缺失，铂网托架底部支撑环焊点开裂以及铂网托架内壳体焊缝处开裂等问题，检修过程中采取了以下措施：（1）校正变形的铂网支撑板（多块矩形筛板），增加支撑板与筋板的焊接长度，并在适当的位置增加筋板。（2）铂网托架内壳体焊缝开裂的另一个原因是氨氧化炉制造时焊接质量不过关，选用高水平焊工重新焊接开裂的焊缝，以上焊接选用THA407焊条，焊前焊条须经250℃烘干1小时，采用直流焊机，且焊接电流不宜过大。（3）由于铂网托架内壳体法兰轻微变形，为保证隔热衬垫不再被混合工艺气吹开，更换法兰螺栓（螺栓材质选用321不锈钢），并在变形处增加隔热衬垫的厚度（增加陶瓷纤维毡厚度）。
2.3.3针对过热器换热管轻微过烧和蒸发器换热管存在漏点等问题，检修时采取了以下方法：（1）对过热段管道碳化最严重的管道从头至尾均缠绕高硅氧布，并固定以确保生产中不发生位移（缠绕层数视情况而定，3层左右为宜）；（2）对于蒸发段管道漏点，采取补焊形式修补，蒸发器材质为A210GrA1（相当于20号锅炉钢），补焊焊条采用J507，焊前焊条须经350℃烘焙1h，焊接时须用短弧操作，以窄焊道为宜。发现无法修补的情况，采用堵管的形式进行去功能化处理，利用管帽将氨氧化炉蒸发段下部联箱管道进出口端封堵,堵管根数不宜超过总数量的20%(蒸发器换热管一共有38根)。我单位蒸发器换热管对一处
漏点进行了补焊，对另一处漏点进行了堵管。
3、结语
经过维修后的运行情况看，氨氧化炉中分面密封良好，无泄漏现象，并且铂网温度、氨氧化炉出口温度以及换热器换热效果等都达到了氨氧化炉的运行指标,达到了预期检修效果。
参考文献：
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[2]GBT 18749-2008 《耐化学腐蚀陶瓷塔填料技术条件》
电涌耐受能力[3]氨氧化炉 侯德民 余额 赵凌.由新型铂网托架既催化剂筐及其支撑结构组成的氨氧化炉.沪天华科技，2011
[5]魏振峰 王立伟.硝酸装置氨氧化炉故障分析及改进措施.文化产业，2015，5
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