黃春暉，文秋芬（廣西柳州化工股份有限公司，廣西柳州 545002）

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27萬(wàn)t/a雙加壓硝酸裝置投用運(yùn)行總結(jié)

黃春暉，文秋芬
（廣西柳州化工股份有限公司，廣西柳州 545002）

摘 要：對(duì)廣西柳州化工股份有限公司27萬(wàn)t/a雙加壓硝酸裝置在試車、開(kāi)車過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的機(jī)組和工藝方面問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出解決方法。

關(guān)鍵詞：27萬(wàn)t；開(kāi)車；硝酸

1 裝置概述

柳州化工股份有限公司現(xiàn)有的5#硝酸系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為日產(chǎn)550t硝酸，6#硝酸系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為日產(chǎn)450 t硝酸，兩套設(shè)備均是引進(jìn)美國(guó)的高壓法硝酸二手設(shè)備，目前存在消耗高，工藝落后，設(shè)備陳舊，故障率高的問(wèn)題，造成酸成本遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)平均水平，降低了企業(yè)的盈利水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為此公司決定采用世界上最先進(jìn)的雙加壓法稀酸生產(chǎn)工藝對(duì)原有5#、6#系統(tǒng)的稀硝酸生產(chǎn)裝置進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和節(jié)能改造，淘汰原來(lái)的生產(chǎn)裝置及二手設(shè)備，新建一套日產(chǎn)900t的稀硝酸生產(chǎn)裝置。該項(xiàng)目落實(shí)后，可以降低能源消耗，減少污染排放，增加經(jīng)濟(jì)效益。本文對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)如下。

2 裝置簡(jiǎn)介

裝置為陜鼓集團(tuán)工程總承包，核心設(shè)備“四合一機(jī)組”采用陜鼓集團(tuán)制造的國(guó)產(chǎn)化機(jī)組，其中蒸汽透平由杭汽為其配套制造，機(jī)組盤車為臺(tái)朔重工生產(chǎn)。機(jī)組控制系統(tǒng)采用康吉森的ITCC機(jī)組控制系統(tǒng)，工藝采用愛(ài)默森的DCS控制系統(tǒng)。吸收塔為石家莊天人化工設(shè)備集團(tuán)有限公司制造，氧化爐為上海華誼集團(tuán)裝備有限公司制造，鍋爐給水泵選用蘇州蘇爾壽泵業(yè)公司產(chǎn)品，鍋爐循環(huán)泵選用大連蘇爾壽泵業(yè)公司產(chǎn)品，稀酸泵、開(kāi)工酸泵選用蘭州海蘭德泵業(yè)生產(chǎn)的磁力泵，氨轉(zhuǎn)化還原反應(yīng)器采用武漢建新石化設(shè)備制造有限公司制造，配套尾氣處理觸媒則外購(gòu)荷蘭殼牌的催化劑。裝置主廠房結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架，一層采用敞開(kāi)式，二層采用半封閉式的形式。工程自2013年1月土建開(kāi)槽施工，至2014年5月基本完成設(shè)備安裝、管線鋪設(shè)等工作，2014年6月開(kāi)始著手進(jìn)行試車投料工作。

3 試車過(guò)程

公司從2014年3月開(kāi)始進(jìn)行機(jī)組油潤(rùn)工作，4月蒸汽透平進(jìn)行單體試車；5月則進(jìn)行泵體單體試車，機(jī)組三機(jī)聯(lián)動(dòng)試車，高、低壓系統(tǒng)吹掃及氮氧化物壓縮機(jī)、軸流壓縮機(jī)性能試驗(yàn)，四合一機(jī)組聯(lián)動(dòng)試車，氨空比調(diào)試，系統(tǒng)水聯(lián)動(dòng)試車等工作。該四合一機(jī)組設(shè)備聯(lián)體試車過(guò)程存在一些問(wèn)題，軸流機(jī)由于靜葉調(diào)節(jié)閥原始閥位沒(méi)有調(diào)試好，機(jī)組過(guò)臨界轉(zhuǎn)速造成軸流機(jī)軸振動(dòng)大跳車，拆開(kāi)軸流機(jī)大蓋重新進(jìn)行閥位標(biāo)定，消除了缺陷。至6月5日系統(tǒng)前期準(zhǔn)備工作完成，各項(xiàng)公用工程具備開(kāi)車條件。

本裝置試車共開(kāi)車2次，其中第一次于6月5日23：00機(jī)組啟動(dòng)，2：30系統(tǒng)通氨點(diǎn)火，但在運(yùn)行32小時(shí)（6月7日6：53）因尾氣透平機(jī)進(jìn)口閥閥位小于75%信號(hào)，引起SIS聯(lián)鎖跳車。經(jīng)試車小組調(diào)整后第二次于6月7日20：21順利開(kāi)車，并逐步加滿負(fù)荷，對(duì)裝置進(jìn)行性能考核。至6月10日20：30結(jié)束72h試運(yùn)行，共生產(chǎn)2 165t100%硝酸。

4 試車運(yùn)行數(shù)據(jù)

經(jīng)過(guò)72h的試運(yùn)行，對(duì)裝置的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，試運(yùn)行情況良好，機(jī)組參數(shù)：蒸汽透平轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速7 010rpm，耗汽量30.9t/h，軸流壓縮機(jī)出口壓力0.358MPa，氮氧化物壓縮機(jī)出口壓力1.002MPa，尾氣透平轉(zhuǎn)速5 918rpm，進(jìn)口壓力0.87MPa，出口溫度119℃，機(jī)組振動(dòng)值及位移值均在可控狀態(tài)。工藝參數(shù)：一次空氣流量127 542m3/h，二次空氣流量16 269 m3/h，氣氨流量12 861m3/h，氨空比9.69，氧化爐溫862℃，汽包產(chǎn)汽量40.2 t/h，外送蒸汽量12.9t/h，成品酸流量59t/h，成品酸濃度60.96%。具體數(shù)據(jù)如表1所示：

表1 27萬(wàn)t硝酸試車機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

27萬(wàn)t硝酸試車工藝運(yùn)行參數(shù)表

5 裝置運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題及分析

5.1 產(chǎn)量未達(dá)設(shè)計(jì)值

因NOX壓縮機(jī)防喘閥密封墊內(nèi)漏，部分工藝氣體泄漏又回流至NOX壓縮機(jī)進(jìn)口，故導(dǎo)致NOX壓縮機(jī)壓縮過(guò)程消耗過(guò)多功率，壓縮機(jī)做部分無(wú)用功，蒸汽機(jī)調(diào)速閥全部開(kāi)完，最高蒸汽用量達(dá)35t/h，轉(zhuǎn)速無(wú)法達(dá)到正常值7 010rpm，僅為6 950rpm，負(fù)荷明顯減少，日產(chǎn)量硝酸僅為820t/d。停車聯(lián)系廠家發(fā)送墊子處理閥門墊子內(nèi)漏消除和氧化爐更換鉑網(wǎng)后，正常開(kāi)車后蒸汽機(jī)用汽量均小于正常指標(biāo)32.4t/h，轉(zhuǎn)速達(dá)到正常值7 010 rpm，日產(chǎn)量硝酸平均達(dá)920t/d，最高產(chǎn)量達(dá)946t/d。

5.2 A氨蒸發(fā)器熱量偏高

因系統(tǒng)提高濃度至65%（設(shè)計(jì)值62%）后，造成吸收塔反應(yīng)熱量后移，A氨蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度夏天高達(dá)13.5℃，無(wú)法降至正常值11.5℃。經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)還需帶走吸收塔熱量約1.295×106千卡/h，若達(dá)到制冷效果，需外送氣氨至公司冰機(jī)站制冷，每小時(shí)需增加4.5t/h液氨用量。

5.3 汽機(jī)輪室壓力高問(wèn)題

運(yùn)行狀態(tài)：汽機(jī)輪室壓力高達(dá)3.2MPa（原始開(kāi)車為2.4 MPa）。

分析原因：經(jīng)聯(lián)系陜鼓廠家處理，分析鍋爐所用一級(jí)脫鹽水含有二氧化硅28μg/l較高，導(dǎo)致所用蒸汽中含有二氧化硅造成動(dòng)、靜葉輪結(jié)垢，導(dǎo)致蒸汽無(wú)法順暢通過(guò)，所以輪室壓力過(guò)高。因汽輪機(jī)對(duì)蒸汽質(zhì)量的指標(biāo)要求較高現(xiàn)改用公司二級(jí)脫鹽水含有二氧化硅小于10μg/l，解決了汽機(jī)輪室壓力高的問(wèn)題。

5.4 NOX離心機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)容易結(jié)銨鹽

停車修理拆開(kāi)NOX壓縮機(jī)大蓋后，發(fā)現(xiàn)有葉輪存在銨鹽結(jié)垢，說(shuō)明NOX分離器分離效果不佳，并且造成了汽機(jī)蒸汽用量比原來(lái)增加。經(jīng)聯(lián)系服務(wù)廠家到現(xiàn)場(chǎng)處理，拆開(kāi)人孔發(fā)現(xiàn)NOX分離器上部噴水盤管脫焊。經(jīng)補(bǔ)焊處理后使用正常，同時(shí)蒸汽機(jī)用蒸汽量明顯也減少約2t/h。

5.5 進(jìn)口一級(jí)空氣過(guò)濾器損壞嚴(yán)重

打開(kāi)一級(jí)空氣過(guò)濾室（卷簾式過(guò)濾），總共有兩大組，發(fā)現(xiàn)東面組中間凹陷嚴(yán)重，簾布積塵明顯，空氣阻力最高達(dá)到1.15kPa（工藝控制指標(biāo)為小于0.60kPa）。聯(lián)系廠家技術(shù)人員停車后進(jìn)行修復(fù)加鋼筋加固，崗位人員定期進(jìn)行更換簾布及清掃簾布表面積灰后總阻力由1.15kPa降至0.33kPa左右，基本確保系統(tǒng)送氣正常。

5.6 除氧器液位波動(dòng)大

除氧器液位波動(dòng)大，冷凝液經(jīng)常溢流外排，液位調(diào)節(jié)難以控制，聯(lián)系廠家技術(shù)人員原因分析，初步估計(jì)填料層問(wèn)題。停車檢查內(nèi)部發(fā)現(xiàn)填料層散架嚴(yán)重，后經(jīng)重新焊接加固進(jìn)行修復(fù)回裝，重新投用后液位自調(diào)正常，冷凝液不再跑液現(xiàn)象發(fā)生。

5.7 二次空氣流量波動(dòng)大

經(jīng)過(guò)公司自控分廠相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)該裝置由美卓廠家生產(chǎn)的二次空氣調(diào)節(jié)閥定位器故障造成調(diào)節(jié)閥波動(dòng)，有時(shí)閥門自動(dòng)開(kāi)完或關(guān)小故導(dǎo)致二次空氣流量波動(dòng)大，氨空比波動(dòng)高達(dá)10.6%，存在系統(tǒng)工藝聯(lián)鎖停車風(fēng)險(xiǎn)。因該閥的特殊性，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中是不能檢測(cè)的，需待系統(tǒng)停車后重新進(jìn)行閥門調(diào)試才能解決問(wèn)題。5.8 NOX離心機(jī)密封面漏大

由于NOX離心機(jī)壓縮工藝氣帶有腐蝕性和高溫性，剛開(kāi)車NOX離心機(jī)北面中分面漏NOX氣體嚴(yán)重。聯(lián)系陜鼓技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)解決，發(fā)現(xiàn)原來(lái)采用的密封膠質(zhì)量存在問(wèn)題，陜鼓建議采用NOX壓縮機(jī)國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的專用膠。因成本費(fèi)用較高我分廠沒(méi)有采用，現(xiàn)離心機(jī)大蓋中分面采用成本較低的四氟繩和704密封膠進(jìn)行改造，效果蠻好，仍然有點(diǎn)小漏，但成本存在優(yōu)勢(shì)。

5.9 省煤器列管漏水

投用一年后發(fā)現(xiàn)省煤器有一根列管開(kāi)始漏水，由于該換熱設(shè)備列管排列比較密，擔(dān)心直接焊接補(bǔ)漏后引起旁邊列管泄漏，所以沒(méi)有補(bǔ)漏。目前在省煤器工藝氣體進(jìn)口處產(chǎn)生的高溫酸要及時(shí)從導(dǎo)淋管排走，以免造成腐蝕設(shè)備。

5.10 鍋爐給水泵軸承損壞、轉(zhuǎn)子卡死

自從6月7日開(kāi)車2臺(tái)給水泵存在問(wèn)題較多，其中一臺(tái)軸承損壞、轉(zhuǎn)子彎曲、北面軸封漏水嚴(yán)重等，經(jīng)聯(lián)系廠家修復(fù)。投用過(guò)程中又發(fā)現(xiàn)一臺(tái)轉(zhuǎn)子卡死，經(jīng)拆開(kāi)檢查發(fā)現(xiàn)葉輪內(nèi)有螺帽卡住，估計(jì)是除氧器脫落進(jìn)入泵內(nèi)，造成一臺(tái)泵轉(zhuǎn)子報(bào)廢。針對(duì)這種狀況，除了在泵的進(jìn)口管加了濾網(wǎng)，另外分廠從公司內(nèi)部管網(wǎng)配一路除氧水給鍋爐備用，以防兩臺(tái)泵損壞無(wú)法投用。

5.11 稀酸泵和開(kāi)工酸泵容易失磁，打不上量

酸泵均采用無(wú)泄漏磁力驅(qū)動(dòng)泵，剛開(kāi)車經(jīng)常存在泵打不上量問(wèn)題，經(jīng)與聯(lián)系廠家聯(lián)系后，方知該類形泵不能空轉(zhuǎn)狀態(tài)下運(yùn)行，否則容易造成失磁而無(wú)法使用，經(jīng)更換磁力修復(fù)后，目前使用正常。

6 仍需完善及改進(jìn)問(wèn)題

6.1 壓縮機(jī)防喘閥選購(gòu)硬密封內(nèi)墊

因NOX壓縮機(jī)防喘閥密封墊內(nèi)漏，部分工藝氣體泄漏又回流至NOX壓縮機(jī)進(jìn)口，壓縮機(jī)重復(fù)做工問(wèn)題。盡管系統(tǒng)停車更換閥門內(nèi)墊，消除內(nèi)漏后汽輪機(jī)用汽量明顯降低。但由于閥門內(nèi)墊為軟密封，材料為聚四氟乙烯，不耐高溫，容易老化、脆裂。在運(yùn)行一段時(shí)間后又存在閥門內(nèi)漏現(xiàn)象。建議今后各廠家在采購(gòu)此類閥門時(shí)選購(gòu)硬密封的內(nèi)墊以防止內(nèi)漏現(xiàn)象。

6.2 加強(qiáng)鍋爐水管理

鍋爐運(yùn)行中，由水帶入的雜質(zhì)，除極少量被帶走以外，大部分仍留在水中。隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，水不斷蒸發(fā)、濃縮，如果不采取措施，爐水中的雜質(zhì)含量會(huì)不斷增多。當(dāng)爐水中的含鹽量或含硅量超過(guò)允許數(shù)量時(shí)，就會(huì)使蒸汽品質(zhì)變壞；當(dāng)爐水的水渣較多時(shí)，不僅影響蒸汽品質(zhì)，而且還可能造成爐管堵塞，危及鍋爐的安全運(yùn)行，甚至發(fā)生裂管或直接爆管現(xiàn)象。因此，為了使含鹽量和含硅量維持在極限容許以下和排除爐水中的水渣，必須采取連續(xù)排污和間斷排污的方法。同時(shí)注重加強(qiáng)對(duì)開(kāi)車過(guò)程過(guò)熱器預(yù)熱升溫的必要性，同時(shí)要與鍋爐升溫同時(shí)進(jìn)行最佳，氧化爐點(diǎn)火投料前一定要注意過(guò)熱器的預(yù)熱蒸汽流量大于12t/h。

6.3 提高氨轉(zhuǎn)化率，降低氨耗

系統(tǒng)使用的液氨油污雜質(zhì)多，經(jīng)蒸發(fā)后部分油污雜質(zhì)帶入氧化爐，故造成鉑網(wǎng)臟氨氧化率低，鉑網(wǎng)中毒氨耗高。為了降低氨耗和系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，在液氨進(jìn)入液氨蒸發(fā)器之前處理掉油污，建議增加一套液氨過(guò)濾除油裝置。

7 結(jié)束語(yǔ)

本裝置27萬(wàn)t/a雙加壓裝置經(jīng)過(guò)試車生產(chǎn)和長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，產(chǎn)能達(dá)到設(shè)計(jì)能力要求，系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到柳化股份有限公司降低能源消耗，減少污染排放，增加經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

270 000 t/a Double Putting-in-service Proactively Pressure Nitric Acid Unit Operation

Huang Chun-hui，Wen Qiu-fen

Abstract：The guangxi liuzhou chemical industry co.，LTD.In 270 000 t/a double pressure nitric acid unit commissioning，found in the process of driving unit and a brief introduction to the process problems，and analyzes the reasons of the problems，put forward the solution.

Key words：270 000 t；drive；nitrate

中圖分類號(hào)：TQ111.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1003–6490（2016）02–0083–02

收稿日期：2016–02–10

作者簡(jiǎn)介：黃春暉（1977—），男，廣西來(lái)賓人，工程師，主要從事化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作。