硫酸干吸系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)閥選型

李超

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)了威頓達州兩套硫磺制酸干吸系統(tǒng)串酸的閥門選型的經(jīng)驗，對此進行探討，以確保裝置的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：硫酸生產(chǎn);干吸系統(tǒng);閥門選型

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)對設(shè)備腐蝕，裝置長周期運行起至關(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)了威頓達州兩套硫磺制酸干吸系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥選型的經(jīng)驗，對干吸系統(tǒng)串調(diào)節(jié)閥的選型及其他問題，進行了研究和探討。

1威頓達州干吸系統(tǒng)簡介

（1）威頓達州一期硫磺制酸為800Kta，一吸采用孟莫克低溫熱回收系統(tǒng)（簡稱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。

威頓達州干吸示意圖

（2）威頓達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，威頓達州一期硫磺制酸主要工藝指標見表1。

2威頓干吸系統(tǒng)閥門使用情況

（1）目前大多數(shù)酸廠在干吸工段運用襯聚四氟乙烯調(diào)節(jié)閥，威頓達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，在使用一段時間后，四臺調(diào)節(jié)閥均出現(xiàn)以下問題：

①閥桿震動偏大。

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：

①閥門后端呈微負壓及零壓，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)的力導致閥桿震動。

③經(jīng)計算閥門截流處流速大于5ms，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)閥在威頓達州的運用并不讓我廠滿意，襯聚四氟乙烯波紋管單座調(diào)節(jié)閥對裝置的調(diào)節(jié)可靠型，裝置的長周期運行構(gòu)成了隱患，我廠有必要對這四個閥門重新選型以達到預(yù)期的目的。

（2）閥門的技術(shù)要求。閥門的選型主要技術(shù)指標分為四個方面：

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。

④成本控制。

（3）閥門選型的確定。

根據(jù)調(diào)節(jié)閥的要求，我們下面分別對每個方面進行探討，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，其會在鑄鐵與316l合金表面形成氧化膜，但是當流速超過3ms時，氧化膜會被沖刷掉。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)運用在此類閥門。最后出于閥門生產(chǎn)商鑄造成本和閥門制作周期等因素，我廠最終確定以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。威頓達州串酸調(diào)節(jié)閥的工藝指標見圖二，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。其他三臺串酸調(diào)節(jié)閥的流量相對偏大，對調(diào)節(jié)閥的控制精度相對低一點。四臺調(diào)節(jié)的泄露等級必須在三級以上。

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，流量相對較小等綜合原因，我廠最終確定以單座閥結(jié)構(gòu)對此選型。如采用碟閥，將會在調(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。在泄露等級方面，小口徑單座閥也是能達到我廠的要求。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)泄露等級要求，雙偏芯蝶閥能較好的滿足此類工況。最終我廠選用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

威頓達州干吸系統(tǒng)四臺調(diào)節(jié)閥經(jīng)過3年的使用，在工藝控制、閥門噪聲及震動均能滿足要求。我廠在兩次大修也分別對其中兩臺閥門進行閥門拆查，閥門的閥體及閥芯的腐蝕情況均比較理想。

參考文獻：

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