(連云港堿業(yè)有限公司,江蘇 連云港 222042)
鹽水精制工藝采用石灰純堿法,石灰車間送來的灰乳在精制二樓進(jìn)入灰乳緩沖罐,進(jìn)入灰乳除砂機(jī)后自流進(jìn)入計量槽。煅燒車間送來的堿液首先進(jìn)入堿液槽,用堿液泵送到精制二樓苛化液配置計量槽,與灰乳按一定比例,進(jìn)入苛化槽混合,經(jīng)攪拌使其充分混合反應(yīng)。配置合格的苛化液進(jìn)入除鎂反應(yīng)器,精制鎂離子、鈣離子。
堿液原來輸送到精制框架樓五樓,現(xiàn)在只需要送到二樓苛化液配制計量槽處,與灰乳混合,反應(yīng)生成苛化液。由于堿液容易結(jié)晶,堿液從堿液槽用泵送至苛化液配制槽,當(dāng)停止苛化液配制時,利用配制計量槽與堿液返回管線2 m的高度差,打開返回閥將堿液全部返回到堿液槽,堿液泵必須連續(xù)運(yùn)行,以避免熱堿液結(jié)晶堵塞管道,同時需要通過控制堿液泵出口閥開度,調(diào)節(jié)堿液流量,保證停止配制苛化液時堿液能全部返回到堿液槽。因為堿液泵連續(xù)運(yùn)行,閥門、管線沖刷泄漏損壞嚴(yán)重。
堿液輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定對鹽水車間的精制生產(chǎn)至關(guān)重要。堿液管線、閥門損壞頻繁,每次檢修時間超過1.5 h后,堿液溫度從90 ℃左右下降到常溫后,管線堵塞的機(jī)率接近80%。2006年1月曾出現(xiàn)過因堿液返回閥損壞導(dǎo)致堿液槽出口管線堵塞的現(xiàn)象。2013年2月初,鹽水工序?qū)?DN80堿液返回管線整體更換為φ89×6無縫鋼管,僅僅堅持到2013年5月底,管線出現(xiàn)局部穿孔,法蘭焊縫泄漏等現(xiàn)象,檢查發(fā)現(xiàn)局部壁厚僅余2 mm。后使用鑄鐵短管,仍存在穿孔泄漏現(xiàn)象。另外,堿液泵出口閥門沖刷泄漏,從建廠初期的DN80考克改為DN80球閥,仍出現(xiàn)球閥閥桿、閥芯脫槽以及閥體泄漏等情況,更換閥門周期在30~40天,整個堿液輸送系統(tǒng)管線、閥門配件損壞頻繁,檢修費(fèi)用居高不下。
結(jié)合現(xiàn)場查證,分析閥門、管線損壞的主要因素有以下幾點(diǎn),并進(jìn)行針對性技改。
堿液泵型號為IJ80-50-200,額定流量48 m3/h,實際流量大于80 m3/h,揚(yáng)程50 m,電機(jī)功率15 kW。原設(shè)計堿液送到精制五樓堿液高位槽,高度25 m。1997年精制工藝由兩步法改為一步法后,純堿液僅需送到精制二樓,高10 m,生產(chǎn)工藝改進(jìn)后,配套設(shè)備沒有相應(yīng)改造。在運(yùn)行過程中,由于堿液泵壓力出口壓力超過0.5 MPa,導(dǎo)致堿液泵出口管線振動大。煅燒工序落地堿回收制備的堿液,不可避免含有細(xì)砂顆粒,沖擊管線、閥門,常常出現(xiàn)鑄鐵管線穿孔、考克閥閥體穿孔泄漏,影響了管線、閥門的使用壽命。2014年3月,與公司設(shè)計等部門進(jìn)行可行性研究,結(jié)合現(xiàn)場工藝流程變化,將堿液泵由耐腐蝕型技改為耐沖刷、耐腐蝕渣漿泵65ZJ-30,流量40 m3/h,揚(yáng)程25 m,電機(jī)功率11 kW,電機(jī)轉(zhuǎn)速從2 980 r/min降至1 467 r/min,并將傳動方式改為三角帶傳動,其主要目的是通過改變泵轉(zhuǎn)速,降低泵揚(yáng)程、流量,降低堿液對管線、閥門的劇烈沖擊。新堿液泵葉輪為鑄鋼合金,硬度高,較IJ類型泵葉輪損壞率低,降低備件費(fèi)用,這是技改的偶然收獲。
堿液管線材質(zhì)使用20#流體碳素?zé)o縫鋼管(GB/T8163-2008, 碳 C 0.17%~0.2%)。因為純堿生產(chǎn)要求精鹽水濃度大于103.5 tt,所以純堿液濃度一般控制在55~70 tt,質(zhì)量濃度大于14%,堿液溫度大于90 ℃。堿液管線配套蒸汽伴熱管,因而造成管線局部升溫,容易在焊縫處形成堿脆,所以堿液對碳鋼管有較強(qiáng)的腐蝕性。因為焊接時局部存在焊接殘余應(yīng)力,根據(jù)應(yīng)力性質(zhì)有拉應(yīng)力、熱應(yīng)力及流體作用的橫向應(yīng)力。堿液管線屬于常規(guī)管道,焊接時不做特別控制,所以在管線的焊縫區(qū)域泄漏頻繁出現(xiàn)。在實際生產(chǎn)中,考慮到堿液泵進(jìn)口管線處于常壓狀態(tài),技改為DN100球墨鑄鐵管線;堿液泵出口管線采用廣東科進(jìn)公司生產(chǎn)的DN80×1000及DN80×2000尼龍鋼復(fù)合管。泵進(jìn)出口閥由DN80球閥改為Z73X-10DN80漿液閥,避免閥桿脫落。
兩臺堿液泵中心距2 280 mm,堿液槽出口總管與1#堿液泵進(jìn)口管中心線AB距離230 mm,DN100鑄鐵三通法蘭距400 mm,單側(cè)長200 mm,所以無法使用鑄鐵三通連接,先后使用碳鋼、不銹鋼材質(zhì)管線制作鋼制三通,經(jīng)生產(chǎn)檢驗,人工焊接制作的三通焊縫處不耐堿液沖刷,30~40天左右肯定泄漏。
2017年系統(tǒng)停車大修時,改動堿液槽出口管位置,在1#堿液泵進(jìn)口管線使用DN100鑄鐵三通加DN100鑄鐵彎頭,堿液槽出口全部采用鑄鐵管線,有效避免碳鋼管線容易沖刷泄漏的難點(diǎn)。
堿液泵要求一開一備,堿液泵一臺運(yùn)行時,另一臺泵每間隔1 h盤車一次,或者打開進(jìn)出口閥門試車,避免堿液泵及管線結(jié)晶坐死,確保管線暢通。同時,備用泵進(jìn)出口閥門一直處于承壓狀態(tài),溫度降低時堿液易在管線、閥體內(nèi)結(jié)晶;閥門的頻繁操作,也是其損壞的次要原因。我們結(jié)合生產(chǎn)需要,將備用泵與運(yùn)行泵的連接的遠(yuǎn)端,進(jìn)口加DN100盲板,出口加DN80盲板各一片,備用泵排空液體后,三個月切換一次,這樣避免了每小時盤車時閥門的開關(guān)、磨損;因為新堿液泵額定流量40 m3/h,所以出口閥門開度較大,減少閥門密封面的損壞。操作方式調(diào)整以來,堿液泵進(jìn)出口閥門使用周期達(dá)到一年以上,極大節(jié)約了閥門、管件更換費(fèi)用,檢修頻次降低非常明顯,現(xiàn)在基本不檢修,可以穩(wěn)定運(yùn)行12個月以上。
從2013年5月堿液出口管使用尼龍鋼復(fù)合管,到 2014年新堿液泵的投用,再到2017年堿液槽出口管改造,運(yùn)行六年多來,從未出現(xiàn)過漏點(diǎn),也沒有檢修過,節(jié)約大量材料費(fèi)、檢修費(fèi)用;新堿液泵揚(yáng)程、流量的大幅度降低,有效消除了管線震動,減少了管線、閥門的沖刷腐蝕泄漏。原堿液泵轉(zhuǎn)速高,葉輪磨損變軟,備件更換頻次高,新堿液泵葉輪硬度高,葉輪使用周期長;堿液槽出口管與堿液泵進(jìn)口管使用鑄鐵管件連接,杜絕了原來鋼制三通泄漏的缺陷;在堿液泵運(yùn)行中,執(zhí)行新的加盲板、放空操作制度,減少閥門損壞幾率,使用周期大于12個月,也起到了較好的效果。通過一系列技術(shù)改造,堿液輸送系統(tǒng)安全穩(wěn)定,每年節(jié)約檢修費(fèi)用15萬元,節(jié)約電費(fèi)約2萬元。