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(yùn)城044100)

?

150 kt/a雙加壓法硝酸裝置運(yùn)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(yùn)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(yùn)行2年多，各項(xiàng)工藝指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)值(表1和表2)，運(yùn)行情況良好。

表1 雙加壓法硝酸裝置四合一機(jī)組運(yùn)行參數(shù)

項(xiàng) 目2014?09?162014?11?102015?01?272015?04?282015?06?022015?08?182015?11?03汽輪機(jī)進(jìn)氣壓力/MPa3．9163．9133．9293．8953．9203．9133．914進(jìn)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(jī)進(jìn)氣壓力/MPa0．2270．2340．2600．2840．2920．2960．285進(jìn)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(jī)進(jìn)氣壓力/MPa-4．8-4．2-4．6-4．5-4．7-4．4-3．6進(jìn)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(jī)進(jìn)氣壓力/MPa0．6450．6590．7370．7990．8250．8110．807進(jìn)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(yùn)行參數(shù)

項(xiàng) 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(biāo)態(tài))54464．9554337．4359002．1262164．0563762．4467335．5365041．75二次空氣量/(m3·h-1，標(biāo)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(biāo)態(tài))7．393．102．301．420．1515．250．47氧化加氨量/(m3·h-1，標(biāo)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?jǐn)?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 運(yùn)行情況

(1)裝置負(fù)荷可達(dá)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(dá)7.5 t/h，成品酸濃度控制在63.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，尾氣中氮氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(60～80)×10-6，主要工藝指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鑒于硝酸下游產(chǎn)品己二酸及硝酸銨鈣的市場(chǎng)情況不佳，該裝置負(fù)荷長(zhǎng)期維持在90%～95%，故障率較低，最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行周期為135 d。

(2)四合一機(jī)組運(yùn)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(biāo)達(dá)到機(jī)組設(shè)計(jì)要求。

(3)氧化爐運(yùn)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(jì)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(jì)指標(biāo)30 mg/L之內(nèi)。

2 試運(yùn)行期間存在的問題及改造措施

(1)在四合一機(jī)組一拖二試車期間，軸流壓縮機(jī)排氣側(cè)支撐軸瓦溫度迅速上升至110 ℃，經(jīng)多點(diǎn)排查后，發(fā)現(xiàn)軸瓦底部軸承箱嚴(yán)重漏油，導(dǎo)致潤(rùn)滑油無法進(jìn)入軸瓦，進(jìn)而造成軸瓦溫度升高。經(jīng)過與供方協(xié)商后，在軸承箱進(jìn)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(yùn)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?yàn)榕怕裙艿赖暮缚p焊接不到位，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)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(duì)上述現(xiàn)象，通過增大過熱噴水器的噴水口徑(從Φ8 mm 擴(kuò)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(yùn)行中期，四合一機(jī)組汽輪機(jī)輪室壓力上升過快，2個(gè)月內(nèi)升至2.6 MPa，影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。經(jīng)排查，主要是進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽中鈉離子含量過高，造成汽輪機(jī)流道、葉片結(jié)垢。為此，利用3.0 MPa飽和蒸汽對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)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(jī)輪室壓力恢復(fù)正常，保證了機(jī)組的長(zhǎng)周期運(yùn)行。

(5)為保證除氧器的氧含量達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，原設(shè)計(jì)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(bǔ)充外界蒸汽冷凝液，減少除氧器中脫鹽水及蒸汽的補(bǔ)加量，可在不添加除氧劑的情況下，保證除氧器的氧含量達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。

(6)在過熱段蒸汽進(jìn)分離器前單設(shè)放空管線，保證了裝置開車時(shí)過熱段充分預(yù)熱，確保了氧化爐的長(zhǎng)周期安全運(yùn)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。

3 目前仍存在的問題

該套150 kt/a硝酸裝置自開車以來，運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但在運(yùn)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(jī)出口振幅在20～40 μm，多次排查未發(fā)現(xiàn)原因，推測(cè)可能是設(shè)備及管道安裝時(shí)應(yīng)力未完全消除，造成管道受熱膨脹，進(jìn)而引起機(jī)組振動(dòng)增大。

(2)四合一機(jī)組的盤車電機(jī)功率偏小，裝置停車時(shí)未能及時(shí)啟動(dòng)盤車系統(tǒng)，需要人力輔助方可運(yùn)行，尤其冬季盤車運(yùn)行非常困難，建議設(shè)備制造企業(yè)增大盤車電機(jī)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(yán)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(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成管道過度腐蝕，建議對(duì)冷卻水進(jìn)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(jìn)口溫度，保證裝置在夏季能高負(fù)荷運(yùn)行。

2016- 07- 14)