150 kt/a雙加壓法硝酸裝置運行總結

鄭 重 孟令兵 楊文賢 王 雷

(山西陽煤豐喜化工有限責任公司山西運城044100)

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150 kt/a雙加壓法硝酸裝置運行總結

鄭 重 孟令兵 楊文賢 王 雷

(山西陽煤豐喜化工有限責任公司山西運城044100)

山西陽煤豐喜化工有限責任公司為滿足公司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

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

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)54464．9554337．4359002．1262164．0563762．4467335．5365041．75二次空氣量/(m3·h-1，標態)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)7．393．102．301．420．1515．250．47氧化加氨量/(m3·h-1，標態)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)9．759．829．769．219．279．259．35成品硝酸產量/(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 運行情況

(1)裝置負荷可達到100%，最高硝酸產量為457 t/d(折100%)，副產蒸汽自用后最高可達7.5 t/h，成品酸濃度控制在63.5%(質量分數，下同)，尾氣中氮氧化物質量分數為(60～80)×10-6，主要工藝指標達到設計要求。鑒于硝酸下游產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，最長連續運行周期為135 d。

(2)四合一機組運行較平穩，操作安全穩定，尾氣透平排放溫度維持在110～120 ℃，各關鍵指標達到機組設計要求。

(3)氧化爐運行穩定，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，在設計指標30 mg/L之內。

2 試運行期間存在的問題及改造措施

(1)在四合一機組一拖二試車期間，軸流壓縮機排氣側支撐軸瓦溫度迅速上升至110 ℃，經多點排查后，發現軸瓦底部軸承箱嚴重漏油，導致潤滑油無法進入軸瓦，進而造成軸瓦溫度升高。經過與供方協商后，在軸承箱進油處增加套管，并用鑄鐵修復劑粘結，使油從套管中流入，避免了再次漏油，保證了設備的穩定運行。

(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閥門，避免了因排氯管泄漏導致裝置停車。

(3)在開車初期，多次發生過熱段溫度過高無法調節的問題，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。建議硝酸生產企業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個月內升至2.6 MPa，影響汽輪機的正常運行。經排查，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，蒸汽冷凝液的電導率由2 000 μS/cm降至30 μS/cm)，汽輪機輪室壓力恢復正常，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指標，原設計在除氧器中添加除氧劑(聯氨)。通過多方論證，現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指標。

(6)在過熱段蒸汽進分離器前單設放空管線，保證了裝置開車時過熱段充分預熱，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淋，防止冬季停車排水不凈造成管道凍裂的現象發生。

3 目前仍存在的問題

該套150 kt/a硝酸裝置自開車以來，運行穩定，各項指標基本達到設計要求，但在運行中還存在一些問題，正在與相關單位協商優化中。

(1)氧化氮壓縮機出口振幅在20～40 μm，多次排查未發現原因，推測可能是設備及管道安裝時應力未完全消除，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，需要人力輔助方可運行，尤其冬季盤車運行非常困難，建議設備制造企業增大盤車電機功率。

(3)吸收塔第11層至第32層的外部循環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)