劉紅軍 孫克祥 閆東軍

摘要∶含硫天然氣處理廠硫黃回收裝置液硫夾套伴熱蒸汽設計中，伴熱蒸汽應遵循"一對一，高進低出，只串不并"的原則。但項目設計中，常出現(xiàn)"一對多，低進高出，多分支并聯(lián)" 等伴熱蒸汽布置方式，造成夾套伴熱蒸汽分配不均，出現(xiàn)伴熱死區(qū)，液硫管線伴熱效果差，無法維持正常溫度從而導致液硫流動性差甚至凝固堵塞管線的情況。結(jié)合項目設計及施工，總結(jié)出推薦的夾套伴熱蒸汽布置形式，為夾套伴熱蒸汽的設計和老舊裝置液硫管線改造及保證液硫管線安全平穩(wěn)運行提供參考。

關鍵詞∶液硫：夾套伴熱：蒸汽

1前言

針對國內(nèi)外硫黃回收裝置液硫夾套伴熱蒸汽的設計進行總結(jié)，提出推薦的夾套伴熱蒸汽布置形式，為液硫夾套伴熱蒸汽的設計提供參考。

2常見夾套伴熱蒸汽設計錯誤

現(xiàn)場環(huán)境、夾套伴熱設計及保溫設計與施工是維持液硫正常運行溫度的重要因素。而夾套伴熱蒸汽設計的合理性直接關系到液硫管線能否正常運行。目前，常見的夾套伴熱蒸汽設計有下列幾種情況。

2.1多分支并聯(lián)，蒸汽低進高出

國內(nèi)某煉廠硫黃回收裝置液硫脫氣泵夾套伴熱蒸汽布置見圖1。

2.1.1脫氣泵液硫出口管線夾套伴熱蒸汽 Ls（01） 分別在2臺泵出口處引人，匯合到總管后，分2組疏水收集凝液，sC（01） 設置在液硫回流口，另一組疏水去脫氣池。

2.1.2脫氣泵本體單獨設置伴熱 Ls（02） 與 sC（02） 及 Ls（03） 與 sC（03）。

2.1.3脫氣泵液硫進口管線夾套伴熱蒸汽Ls（04） 分別在泵人口處引人，匯合到總管后，在液硫池出口處疏水 sC（04）。

圖2哈薩克斯坦某天然氣凈化廠液硫管線夾套伴熱蒸汽布置圖該伴熱設計存在如下問題。

第一，臺泵出口夾套伴熱從管線低點接人，蒸汽并聯(lián)到總管，總管與單臺泵出口的夾套伴熱蒸汽不能切斷。

第二，臺泵進口夾套伴熱蒸汽并聯(lián)到總管，總管與單臺泵進口的夾套 伴熱蒸汽不能切斷。

第三，泵進、出口夾套伴熱蒸汽沒有獨立設閥，進、出口夾套伴熱蒸 汽不能切斷，泵進、出口管線夾套伴熱蒸汽成一個系統(tǒng)，檢修設備需要拆 裝管線，伴熱蒸汽無法單獨切斷。

第四，壓力表根部閥伴熱蒸汽與液硫管的伴熱蒸汽呈并聯(lián)布置，壓力計分支是伴熱死區(qū)，運行后末端液硫凝固。

2.2蒸汽與凝結(jié)水成"一對多"設計

哈薩克斯坦某天然氣凈化廠硫黃回收裝置液硫外輸泵夾套伴熱蒸汽布置見圖2。

2.2.1伴熱蒸汽從外輸切斷總閥進 Ls（01），分別在回流閥前 sC（01）、A 泵液硫出口 sC（04） 及 B 泵液硫出口 sC（05） 處疏水。

2.2.2回流切斷閥引人蒸汽 Ls（04） 供液硫回流管線伴熱。

2.2.3泵本體單獨設置伴熱蒸汽 Ls（02） 與 sC（02） 及 Ls（03） 與 sC（03）。 由于 Ls（01） 到 sC（01） 路徑最短，蒸汽阻力降小，大量蒸汽流向sC（01），2臺泵出口液硫管線伴熱效果差，不能維持正常溫度。運行時需要關閉總管疏水 sC（01） 切斷閥和 B 泵出口 sC（05） 切斷閥來保證 A 泵出口液硫管線的伴熱效果。切換泵時需要提前打開 B 泵出口 sC（05） 切斷閥并適當調(diào)節(jié) A 泵出口 sC（04） 切斷閥開度。操作繁瑣且很難控制，在緊急狀態(tài)下不能啟用備用泵，存在很大的安全隱患。

3改進措施

針對上述設計問題，結(jié)合設備、管線、閥門布置情況及操作運維要求，對夾套伴熱蒸汽設計進行優(yōu)化設計。

3.1分系統(tǒng)伴熱，蒸汽高進低出

優(yōu)化國內(nèi)某煉廠硫黃回收裝置夾套伴熱蒸汽布置。

3.1.1修改去脫氣管線走向，脫氣閥靠總管，管線步步低去脫氣池。

3.1.2以泵進、出口液硫切斷閥為界，將伴熱系統(tǒng)分為：泵本體伴熱（泵進口切斷閥到泵管線+ 泵+ 泵出口管線到出口切斷閥），泵出口總管伴熱，泵進口總管伴熱及脫氣管線伴熱四個系統(tǒng)。

3.1.3各伴熱系統(tǒng)設置獨立的蒸汽切斷閥和疏水閥組。

3.1.4蒸汽與凝結(jié)水一對一

優(yōu)化哈薩克斯坦某天然氣凈化廠液硫管線夾套伴熱蒸汽優(yōu)化布置。

3.1.5總管夾套伴熱蒸汽 Ls（01） 和疏水 sC（01） 位置保持不變。

3.1.6液硫回流管線夾套伴熱伴熱蒸汽 Ls（04） 位置保持不變。

3.3.3泵出口切斷閥靠近總管，將泵本體伴熱蒸汽 Ls（02），Ls（03） 改到泵出口切斷閥上，供泵出口管線伴熱后串聯(lián)泵本體伴熱，從泵本體疏水出 口引出 sC（02），sC（03）。

4夾套伴熱蒸汽布置設計要領

夾套伴熱蒸汽的布置應結(jié)合設備、管線、閥門布置情況及操作運維要求，將設備、管線及閥門分成相互獨立的伴熱系統(tǒng)。系統(tǒng)與系統(tǒng)間應互不干涉，一個系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽與凝結(jié)水應做到"一對一"，設備、管道及閥門伴熱蒸汽應串聯(lián)布置。系統(tǒng)劃分時，應盡量利用設備、閥門、法蘭作為分界點，系統(tǒng)內(nèi)管線盲端應盡量少且短，避免伴熱死區(qū)。一個系統(tǒng)內(nèi)蒸汽應 從高點引人，跨接線應從管道低點接出再回到下游管道高點或側(cè)面。管道上的壓力表根部閥與總管蒸汽應串聯(lián)，避免就近總管開口再回總管形成并聯(lián)，出現(xiàn)伴熱死區(qū)。多分支管系，分支切斷閥宜靠近總管布置以便以切斷 閥為界劃分伴熱系統(tǒng)，避免分支出現(xiàn)伴熱死區(qū)。帶旁路調(diào)節(jié)閥組存在伴熱蒸汽并聯(lián)的情況，應考慮在調(diào)節(jié)閥前第一道切斷閥的伴熱蒸汽跨接線和旁路切斷閥伴熱蒸汽跨接線上增加閥門，通過調(diào)節(jié)或關閉閥門來控制調(diào)節(jié)閥和旁路的蒸汽分配。

參考文獻：

[1]王遇冬.鄭欣.天然氣處理原理與工藝（第三版）[M]. 中國石化出版社，2016，162-164.

[2]朱群芳.硫磺回收裝置液硫管道夾套伴熱系統(tǒng)的設置[J].硫酸工業(yè)，2016，（002）：62-65.