鄭 重 孟令兵 楊文賢 王 雷
(山西陽煤豐喜化工有限責(zé)任公司山西運城044100)
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150 kt/a雙加壓法硝酸裝置運行總結(jié)
鄭 重 孟令兵 楊文賢 王 雷
(山西陽煤豐喜化工有限責(zé)任公司山西運城044100)
山西陽煤豐喜化工有限責(zé)任公司為滿足公司70 kt/a己二酸裝置及150 kt/a硝酸銨鈣裝置的硝酸需求,新建1套150 kt/a的雙加壓法硝酸裝置,于2014年3月6日開始投料試車并產(chǎn)出合格成品硝酸,至今已運行2年多,各項工藝指標基本達到設(shè)計值(表1和表2),運行情況良好。
表1 雙加壓法硝酸裝置四合一機組運行參數(shù)
項 目2014?09?162014?11?102015?01?272015?04?282015?06?022015?08?182015?11?03汽輪機進氣壓力/MPa3.9163.9133.9293.8953.9203.9133.914進氣溫度/℃423.3427.1436.8433.3433.9434.6428.6轉(zhuǎn)速/(r·min-1)8857890388539008907490629041排氣壓力/kPa-90-89-86-86-81-84-84排氣溫度/℃35.535.340.738.842.839.339.1氧化氮壓縮機進氣壓力/MPa0.2270.2340.2600.2840.2920.2960.285進氣溫度/℃46.948.144.048.549.951.250.6排氣壓力/kPa0.7530.7730.8570.9300.9560.9450.937排氣溫度/℃165.8167.2160.3172.5180.8176.5148.9軸流空氣壓縮機進氣壓力/MPa-4.8-4.2-4.6-4.5-4.7-4.4-3.6進氣溫度/℃11.611.99.225.023.524.018.2排氣壓力/kPa0.2610.2690.2990.3230.3340.3410.336排氣溫度/℃176.4171.8180.4212.3213.9217.4205.4喉部壓力/kPa4.744.955.826.426.787.507.03尾氣透平機進氣壓力/MPa0.6450.6590.7370.7990.8250.8110.807進氣溫度/℃336.0335.1340.8345.7350.9353.9347.7排氣壓力/kPa0.40.50.50.60.70.80.7排氣溫度/℃116.1114.9104.8107.9109.3110.9106.2
表2 雙加壓法硝酸裝置運行參數(shù)
項 目 2014?09?162014?11?102015?01?272015?04?282015?06?022015?08?182015?11?03一次空氣量/(m3·h-1,標態(tài))54464.9554337.4359002.1262164.0563762.4467335.5365041.75二次空氣量/(m3·h-1,標態(tài))12118.0612384.7012438.2612568.4312256.8312164.7912123.26脫鹽水流量/(t·h-1)3.353.794.673.773.393.914.53尾氣加氨量/(m3·h-1,標態(tài))7.393.102.301.420.1515.250.47氧化加氨量/(m3·h-1,標態(tài))5885591063816292652468546712氣氨溫度/℃104.80105.10110.10109.50102.26106.10105.54氣氨壓力/kPa0.470.470.470.470.470.470.47氧化爐溫度/℃869.20870.20870.50870.56869.62870.52865.55尾氣中φ(NOx)/(×10-6)78687580878570尾氣中φ(O2)/%3.03.03.03.03.03.03.0混合氣溫度/℃163.74160.11167.69195.20197.01200.61189.77氨空比/%(體積分數(shù))9.759.829.769.219.279.259.35成品硝酸產(chǎn)量/(m3·h-1)25.5224.1026.9328.5829.1428.4931.12成品硝酸中w(HNO3)/%63.563.563.563.563.563.563.5
(1)裝置負荷可達到100%,最高硝酸產(chǎn)量為457 t/d(折100%),副產(chǎn)蒸汽自用后最高可達7.5 t/h,成品酸濃度控制在63.5%(質(zhì)量分數(shù),下同),尾氣中氮氧化物質(zhì)量分數(shù)為(60~80)×10-6,主要工藝指標達到設(shè)計要求。鑒于硝酸下游產(chǎn)品己二酸及硝酸銨鈣的市場情況不佳,該裝置負荷長期維持在90%~95%,故障率較低,最長連續(xù)運行周期為135 d。
(2)四合一機組運行較平穩(wěn),操作安全穩(wěn)定,尾氣透平排放溫度維持在110~120 ℃,各關(guān)鍵指標達到機組設(shè)計要求。
(3)氧化爐運行穩(wěn)定,氧化爐出口氮氧化物氣體溫度維持在395~415 ℃,換熱效果良好。
(4)噸硝酸氨耗基本維持在283 kg左右(含尾氣催化所用的氣氨),且外送蒸汽流量維持在5.0~7.5 t/h,經(jīng)濟效益良好。
(5)氮氧化物分離器的稀硝酸中銨鹽含量維持在15~20 mg/L,在設(shè)計指標30 mg/L之內(nèi)。
(1)在四合一機組一拖二試車期間,軸流壓縮機排氣側(cè)支撐軸瓦溫度迅速上升至110 ℃,經(jīng)多點排查后,發(fā)現(xiàn)軸瓦底部軸承箱嚴重漏油,導(dǎo)致潤滑油無法進入軸瓦,進而造成軸瓦溫度升高。經(jīng)過與供方協(xié)商后,在軸承箱進油處增加套管,并用鑄鐵修復(fù)劑粘結(jié),使油從套管中流入,避免了再次漏油,保證了設(shè)備的穩(wěn)定運行。
(2)開車初期,因吸收塔排氯管道泄漏造成裝置停車2次,主要原因為排氯管道的焊縫焊接不到位,經(jīng)長時間酸腐蝕造成管道泄漏。為此,在吸收塔排氯管根部增設(shè)閥門,避免了因排氯管泄漏導(dǎo)致裝置停車。
(3)在開車初期,多次發(fā)生過熱段溫度過高無法調(diào)節(jié)的問題,其主要原因是過熱段噴水管線吹掃不干凈,且噴水口徑小,造成噴嘴堵塞。針對上述現(xiàn)象,通過增大過熱噴水器的噴水口徑(從Φ8 mm 擴大至Φ10 mm),基本上解決了上述問題。建議硝酸生產(chǎn)企業(yè)做好開車前的噴水管道吹掃工作,避免噴水管道及噴嘴的堵塞。
(4)在裝置運行中期,四合一機組汽輪機輪室壓力上升過快,2個月內(nèi)升至2.6 MPa,影響汽輪機的正常運行。經(jīng)排查,主要是進入汽輪機的蒸汽中鈉離子含量過高,造成汽輪機流道、葉片結(jié)垢。為此,利用3.0 MPa飽和蒸汽對汽輪機進行熱洗2 h左右(熱洗期間,蒸汽冷凝液的電導(dǎo)率由2 000 μS/cm降至30 μS/cm),汽輪機輪室壓力恢復(fù)正常,保證了機組的長周期運行。
(5)為保證除氧器的氧含量達到技術(shù)指標,原設(shè)計在除氧器中添加除氧劑(聯(lián)氨)。通過多方論證,現(xiàn)利用除氧器的備用口補充外界蒸汽冷凝液,減少除氧器中脫鹽水及蒸汽的補加量,可在不添加除氧劑的情況下,保證除氧器的氧含量達到技術(shù)指標。
(6)在過熱段蒸汽進分離器前單設(shè)放空管線,保證了裝置開車時過熱段充分預(yù)熱,確保了氧化爐的長周期安全運行。
(7)在吸收塔的第1層、第11層、第32層回水管最低處增加導(dǎo)淋,防止冬季停車排水不凈造成管道凍裂的現(xiàn)象發(fā)生。
該套150 kt/a硝酸裝置自開車以來,運行穩(wěn)定,各項指標基本達到設(shè)計要求,但在運行中還存在一些問題,正在與相關(guān)單位協(xié)商優(yōu)化中。
(1)氧化氮壓縮機出口振幅在20~40 μm,多次排查未發(fā)現(xiàn)原因,推測可能是設(shè)備及管道安裝時應(yīng)力未完全消除,造成管道受熱膨脹,進而引起機組振動增大。
(2)四合一機組的盤車電機功率偏小,裝置停車時未能及時啟動盤車系統(tǒng),需要人力輔助方可運行,尤其冬季盤車運行非常困難,建議設(shè)備制造企業(yè)增大盤車電機功率。
(3)吸收塔第11層至第32層的外部循環(huán)冷卻水管腐蝕很嚴重,主要是夏季室外溫度較高而水溫較低,管道外壁很容易形成水珠,長時間會造成管道過度腐蝕,建議對冷卻水進行保冷處理。
(4)空氣過濾室可考慮增加冷凍水管線,夏季能有效降低空氣的進口溫度,保證裝置在夏季能高負荷運行。
2016- 07- 14)