硫酸干吸系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型
發(fā)布時(shí)間：2019-05-13 發(fā)布作者：
摘 要:硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，干吸部分的酸濃控制至關(guān)重要。在三塔串酸中，調(diào)節(jié)閥必不可少。目前大多數(shù)廠家選用襯聚四氟乙烯單座調(diào)節(jié)閥，但是聚四氟乙烯單座調(diào)節(jié)閥在使用中仍存在不少問題。本文總結(jié)了威頓達(dá)州兩套硫磺制酸干吸系統(tǒng)串酸的閥門選型的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此進(jìn)行探討，以確保裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
在硫酸工業(yè)中干吸系統(tǒng)有舉足輕重的地位，干吸系統(tǒng)酸濃調(diào)節(jié)對(duì)設(shè)備腐蝕，裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行起至關(guān)重要的作用。在酸濃調(diào)節(jié)中，串調(diào)節(jié)閥的選用起作關(guān)鍵的作用。本文總結(jié)了威頓達(dá)州兩套硫磺制酸干吸系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥選型的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)干吸系統(tǒng)串調(diào)節(jié)閥的選型及其他問題，進(jìn)行了研究和探討。
1 威頓達(dá)州干吸系統(tǒng)簡(jiǎn)介
(1)威頓達(dá)州一期硫磺制酸為 800Kt/a，一吸采用孟莫克低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)(簡(jiǎn)稱 HＲS 系統(tǒng))HＲS 系統(tǒng)產(chǎn)酸至二吸循環(huán)槽，二吸分別有串 HＲS 系統(tǒng)和干燥循環(huán)槽的串酸，干燥有串二吸循環(huán)槽的串酸，產(chǎn)酸來自二吸循環(huán)槽。通過二吸加水及串酸調(diào)節(jié)閥來控制酸濃及酸槽液位。其示意圖見下圖。
(2)威頓達(dá)州一期硫磺制酸的酸溫控制主要通過酸冷器循環(huán)水的流量控制，酸量通過變頻器及串酸調(diào)節(jié)閥共同控制，威頓達(dá)州一期硫磺制酸主要工藝指標(biāo)見表 1。
2 威頓干吸系統(tǒng)閥門使用情況
(1)目前大多數(shù)酸廠在干吸工段運(yùn)用襯聚四氟乙烯調(diào)節(jié)閥，威頓達(dá)州一期硫磺制酸干吸初期的調(diào)節(jié)閥為聚四氟乙烯波紋管單座調(diào)節(jié)閥，在使用一段時(shí)間后，四臺(tái)調(diào)節(jié)閥均出現(xiàn)以下問題:
①閥桿震動(dòng)偏大。
②泄漏量偏大。
③波紋管閥芯需定期更換。
經(jīng)拆檢分析的出以下共同點(diǎn):
①閥門后端呈微負(fù)壓及零壓，閥門前后壓差較大。
②波紋管調(diào)節(jié)閥無填料結(jié)構(gòu)，閥桿由波紋管固定，閥芯易受介質(zhì)的力導(dǎo)致閥桿震動(dòng)。
③經(jīng)計(jì)算閥門截流處流速大于 5m/s，四氟乙烯材質(zhì)在介質(zhì)的沖刷下易受損并發(fā)生形變，導(dǎo)致泄漏量偏大。
④波紋管使用壽命為 200d 至 350d，需定期更換波紋管閥芯。
綜上所述，襯聚四氟乙烯波紋管單座調(diào)節(jié)閥在威頓達(dá)州的運(yùn)用并不讓我廠滿意，襯聚四氟乙烯波紋管單座調(diào)節(jié)閥對(duì)裝置的調(diào)節(jié)可靠型，裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行構(gòu)成了隱患，我廠有必要對(duì)這四個(gè)閥門重新選型以達(dá)到預(yù)期的目的。（相關(guān)推薦：
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(2)閥門的技術(shù)要求。閥門的選型主要技術(shù)指標(biāo)分為四個(gè)方面:
①材質(zhì)的正確選用。
②調(diào)節(jié)性能及流通能力。
③泄露等級(jí)。
④成本控制。
(3)閥門選型的確定。
根據(jù)調(diào)節(jié)閥的要求，我們下面分別對(duì)每個(gè)方面進(jìn)行探討，并綜合確定閥門選型的方案。
①材質(zhì)的選用。硫酸在酸濃大于 93%小于 100%時(shí)，其會(huì)在鑄鐵與 316l 合金表面形成氧化膜，但是當(dāng)流速超過 3m/s 時(shí)，氧化膜會(huì)被沖刷掉。故在此工況不能選用 316l 合金與其直接接觸。其他幾種常見耐高濃度硫酸的合金有哈氏 B 合金、哈氏C 合金、鎳基 20#合金、310 合金、高硅不銹鋼等。由于高硅不銹鋼屬于大多數(shù)公司專利產(chǎn)品且加工困難，所以不考慮此材質(zhì)運(yùn)用在此類閥門。較后出于閥門生產(chǎn)商鑄造成本和閥門制作周期等因素，我廠較終確定以 310 合金和鎳基 20#合金為材質(zhì)基礎(chǔ)提出閥門選型方案。
②閥門結(jié)構(gòu)的選用。威頓達(dá)州串酸調(diào)節(jié)閥的工藝指標(biāo)見圖二，由此可以看出二吸至成品槽的調(diào)節(jié)閥的酸量偏小，同時(shí)需要調(diào)節(jié)成品槽的液位控制，要求調(diào)節(jié)精度高，可調(diào)比大。其他三臺(tái)串酸調(diào)節(jié)閥的流量相對(duì)偏大，對(duì)調(diào)節(jié)閥的控制精度相對(duì)低一點(diǎn)。四臺(tái)調(diào)節(jié)的泄露等級(jí)必須在三級(jí)以上。
根據(jù)二吸至成品的產(chǎn)酸調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能高，流量相對(duì)較小等綜合原因，我廠較終確定以單座閥結(jié)構(gòu)對(duì)此選型。如采用碟閥，將會(huì)在調(diào)節(jié)性能上有所欠缺。成本方面由于調(diào)節(jié)閥口徑小，單座閥的成本只比蝶閥略高。在泄露等級(jí)方面，小口徑單座閥也是能達(dá)到我廠的要求。綜上所述，我廠在二吸至成品槽的產(chǎn)酸調(diào)節(jié)閥選用了 DN80 籠式平衡閥，其中閥體為 310 合金，閥座及套筒、閥芯采用鎳基 20#合金。
另外的三臺(tái)酸調(diào)節(jié)閥如果也采用單座閥的結(jié)構(gòu)，由于口徑較大的原因，閥門的成本會(huì)比較高。根據(jù)相同口徑的蝶閥比單座閥的 KV 值大得多的原理，我廠考慮選用較小口徑蝶閥代替此類單座閥。根據(jù)泄露等級(jí)要求，雙偏芯蝶閥能較好的滿足此類工況。較終我廠選用 DN80 軟密封雙偏芯蝶閥，閥體為 310合金，閥座及套筒、閥芯采用鎳基 20#合金。
3 結(jié)語
威頓達(dá)州干吸系統(tǒng)四臺(tái)調(diào)節(jié)閥經(jīng)過 3 年的使用，在工藝控制、閥門噪聲及震動(dòng)均能滿足要求。我廠在兩次大修也分別對(duì)其中兩臺(tái)閥門進(jìn)行閥門拆查，閥門的閥體及閥芯的腐蝕情況均比較理想。
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