康文斌

摘 要：本文通過對(duì)超重力機(jī)的振動(dòng)故障分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察，對(duì)超重力機(jī)機(jī)械密封沖洗水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改善了密封運(yùn)行的工作環(huán)境，解決了因密封故障引起的振動(dòng)和泄漏，使環(huán)保設(shè)施超重力機(jī)達(dá)到了長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：超重力機(jī);振動(dòng);密封;沖洗;改造

1 前言

近十幾年來硫酸生產(chǎn)技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，隨著大型硫酸裝置在我國(guó)的相繼建成投產(chǎn)，硫酸產(chǎn)量有了大幅度的提升，硫酸產(chǎn)能的不斷提升對(duì)二氧化硫排放提出嚴(yán)峻的考驗(yàn)，硫酸工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB26132-2010要求：2011.10.1-2013.9.30既有企業(yè)排放二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)為860mg/m3，2013.10.1日起既有企業(yè)和2011.3.1日起新建企業(yè)排放二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)為400mg/m3，在國(guó)土開發(fā)密度已經(jīng)較高、環(huán)境承載能力開始減弱，或大氣環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重大氣環(huán)境污染問題而需要采取特別保護(hù)措施的地區(qū)，排放二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)為200mg/m3。因此，如何控制好尾氣二氧化硫排放，成為硫酸行業(yè)健康發(fā)展的必然要求。我公司地處京津冀地區(qū)，執(zhí)行排放二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)為200mg/m3的要求，針對(duì)硫酸裝置產(chǎn)生的尾氣，增上了超重力氨法脫硫工藝進(jìn)行尾氣處理，處理規(guī)模為40000Nm3/h。

2 工藝描述

2.1 工藝原理

本項(xiàng)目采用氨法脫硫工藝，氨法尾氣脫硫技術(shù)是用氨水洗滌含SO2的廢氣，形成（NH4）2SO3-NH4HSO3-H2O的吸收液體系，該溶液中的（NH4）2SO3對(duì)SO2有很好的吸收能力，是氨法脫硫中的主要吸收劑。硫酸尾氣吸收系統(tǒng)采用超重力脫硫機(jī)。

2.2 工藝路線

本項(xiàng)目脫硫系統(tǒng)包括：尾氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、吸收劑儲(chǔ)存與輸送系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、副產(chǎn)物排出系統(tǒng)。

硫酸尾氣進(jìn)入超重力脫硫機(jī)，與被分散霧化成極細(xì)小液滴的吸收液充分接觸，尾氣中的二氧化硫被吸收液吸收，混合液進(jìn)入循環(huán)槽后經(jīng)由循環(huán)系統(tǒng)重新循環(huán)至超重力脫硫機(jī)繼續(xù)進(jìn)行脫硫，洗滌后的煙氣，在通過除霧器除去水滴后通過頂部?jī)魺煹阑貪駸焽枧欧拧?/p>

脫硫液的輸送和循環(huán)如下：將氨水從儲(chǔ)槽補(bǔ)充進(jìn)入超重力脫硫機(jī)循環(huán)槽，維持脫硫液的濃度。循環(huán)吸收液通過超重力脫硫機(jī)自流進(jìn)入循環(huán)槽，循環(huán)槽內(nèi)的循環(huán)吸收液再通過超重力機(jī)循環(huán)泵送至超重力機(jī)進(jìn)行循環(huán)吸收。循環(huán)吸收液在吸收二氧化硫后，生成亞硫酸銨，密度逐步增大，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，由循環(huán)泵出口支管送至下游氧化裝置進(jìn)行氧化。因尾氣降溫蒸發(fā)和外排亞硫酸銨溶液帶水，循環(huán)槽液位下降，工藝水以機(jī)封冷卻水和除霧器沖洗水的方式補(bǔ)充到循環(huán)槽內(nèi)，以維持系統(tǒng)水平衡。

3 設(shè)備情況

超重力氨法脫硫工藝的核心設(shè)備是超重力脫硫機(jī)。我公司的超重力脫硫機(jī)是由北京化工大學(xué)教育部超重力工作研究中心設(shè)計(jì)出圖，北京天灝柯潤(rùn)環(huán)境科技有限公司提供，葫蘆島天華機(jī)械有限公司制造的設(shè)備。具體技術(shù)參數(shù)為：液體循環(huán)量100m3/h，氣體流量40000Nm3/h，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分，電機(jī)轉(zhuǎn)速985轉(zhuǎn)/分，電機(jī)功率75kw（380v）。超重力機(jī)轉(zhuǎn)子由變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)，旋轉(zhuǎn)工作。硫酸裝置尾氣經(jīng)氣體進(jìn)口管引入超重力脫硫機(jī)外腔，在氣體壓力作用下由轉(zhuǎn)子外緣進(jìn)入填料。吸收液由液體進(jìn)口管引入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔，經(jīng)噴頭均勻淋灑在轉(zhuǎn)子內(nèi)緣上。進(jìn)入轉(zhuǎn)子的吸收液受到轉(zhuǎn)子內(nèi)填料的作用，周向速度增加，所產(chǎn)生的離心力將其推向轉(zhuǎn)子外緣。在此過程中，吸收液被填料分散、破碎成極大的、不斷更新的表面積，曲折的流道加劇了液體表面的更新。吸收液在高分散、高湍動(dòng)、強(qiáng)混合以及界面急速更新的情況下與含二氧化硫的尾氣，以極大的相對(duì)速度在彎曲孔道中逆流接觸，極大的強(qiáng)化了傳質(zhì)過程。吸收完二氧化硫的吸收液被轉(zhuǎn)子拋到外殼，匯集后經(jīng)液體出口管離開超重力機(jī)，尾氣自轉(zhuǎn)子中心離開轉(zhuǎn)子，由氣體出口管引出，完成傳質(zhì)與反應(yīng)過程。

4 存在問題及處理方案

超重力脫硫系統(tǒng)于2015年8 月投入運(yùn)行，次年3月機(jī)械振動(dòng)值升高超標(biāo)準(zhǔn)，其間運(yùn)行8個(gè)月;當(dāng)時(shí)，聯(lián)系廠家技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)幫助解決問題，認(rèn)為是轉(zhuǎn)子填料層結(jié)垢引起不平衡所致，但不平衡的特點(diǎn)是：振動(dòng)頻率單一，振動(dòng)方向以徑向?yàn)橹?，在工頻（1X）處有一最大峰值;在一階臨界轉(zhuǎn)速內(nèi)振幅隨轉(zhuǎn)速的升高而增大;譜圖中一般不含工頻（1X）的高次諧波（2X、3X …………）。當(dāng)時(shí)采用頻譜分析儀進(jìn)行檢測(cè)為高倍頻偏高，不符合轉(zhuǎn)子不平衡的特征?，F(xiàn)場(chǎng)采用徹底清洗轉(zhuǎn)子填料的方法進(jìn)行處理，收效也不明顯。不得已決定進(jìn)行檢查更換。恰逢市場(chǎng)原因停工，利用停工機(jī)會(huì)，在廠家的指導(dǎo)下對(duì)超重力機(jī)進(jìn)行了解體檢查更換，軸承、機(jī)封等沒發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷。只是發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封沖洗水管活接頭斷開，處理后進(jìn)行了回裝，為了確保檢修質(zhì)量，本次檢修對(duì)軸承和機(jī)械密封進(jìn)行了徹底更換。9月開工，該系統(tǒng)投入運(yùn)行，最初幾個(gè)月運(yùn)行良好，振動(dòng)值穩(wěn)定在0.2mm/s，17年3月初振動(dòng)值開始升高，15、16日高達(dá)9.1mm/s，17日停機(jī)，拆開氣相入口閥并檢查轉(zhuǎn)鼓底部發(fā)現(xiàn)結(jié)晶嚴(yán)重，尤其是機(jī)械密封處，全部被亞硫酸銨結(jié)晶封死，同樣發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封沖洗水管活接頭處斷開。

17年6月因市場(chǎng)原因，硫酸裝置停工，運(yùn)行部借此機(jī)會(huì)進(jìn)行消缺處理，在對(duì)超重力機(jī)檢修更換軸承、機(jī)械密封時(shí)進(jìn)行了部分改造，主要是對(duì)機(jī)械密封沖洗水管進(jìn)行了改造，改造出發(fā)點(diǎn)就是防止沖洗水管斷開，防止機(jī)械密封及轉(zhuǎn)鼓底部結(jié)晶。因此采用了整根管并在管子上部開孔的密封沖洗方法，通過計(jì)算和通水試驗(yàn)，既保證了密封槽內(nèi)有足夠的水，也保證了對(duì)轉(zhuǎn)鼓底部及機(jī)械密封結(jié)晶進(jìn)行沖洗不出現(xiàn)結(jié)晶情況。

5 應(yīng)用情況

本次對(duì)超重力機(jī)檢修改造后，根據(jù)市場(chǎng)情況于2017年9月投入運(yùn)行，現(xiàn)運(yùn)行狀況良好，機(jī)械振動(dòng)值一直保持在優(yōu)良期間運(yùn)行。

6 結(jié)論

通過本次改造，對(duì)癥下藥，徹底解決了超重力機(jī)運(yùn)行周期短的問題，同時(shí)，通過該實(shí)際處理過程，我們也發(fā)現(xiàn)了深入現(xiàn)場(chǎng)，仔細(xì)觀察的重要性。正是我們觀察到了機(jī)械密封結(jié)晶嚴(yán)重和沖洗水管斷開這個(gè)細(xì)節(jié)，才找到了對(duì)應(yīng)的處理方法。

參考文獻(xiàn)

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