淺談硫黃回收裝置液硫夾套伴熱蒸汽設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)中，伴熱蒸汽應(yīng)遵循"一對一，高進(jìn)低出，只串不并"的原則。但項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，常出現(xiàn)"一對多，低進(jìn)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(dǎo)致液硫流動(dòng)性差甚至凝固堵塞管線的情況。結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)和老舊裝置液硫管線改造及保證液硫管線安全平穩(wěn)運(yùn)行提供參考。

關(guān)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(shè)計(jì)進(jìn)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(shè)計(jì)提供參考。

2常見夾套伴熱蒸汽設(shè)計(jì)錯(cuò)誤

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

2.1多分支并聯(lián)，蒸汽低進(jìn)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(tái)泵出口處引人，匯合到總管后，分2組疏水收集凝液，sC（01） 設(shè)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(dú)設(shè)置伴熱 Ls（02） 與 sC（02） 及 Ls（03） 與 sC（03）。

2.1.3脫氣泵液硫進(jìn)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(shè)計(jì)存在如下問題。

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

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

第三，泵進(jìn)、出口夾套伴熱蒸汽沒有獨(dú)立設(shè)閥，進(jìn)、出口夾套伴熱蒸 汽不能切斷，泵進(jìn)、出口管線夾套伴熱蒸汽成一個(gè)系統(tǒng)，檢修設(shè)備需要拆 裝管線，伴熱蒸汽無法單獨(dú)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(jì)分支是伴熱死區(qū)，運(yùn)行后末端液硫凝固。

2.2蒸汽與凝結(jié)水成"一對多"設(shè)計(jì)

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(jìn) 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(dú)設(shè)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(tái)泵出口液硫管線伴熱效果差，不能維持正常溫度。運(yùn)行時(shí)需要關(guān)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(shí)需要提前打開 B 泵出口 sC（05） 切斷閥并適當(dāng)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(jìn)措施

針對上述設(shè)計(jì)問題，結(jié)合設(shè)備、管線、閥門布置情況及操作運(yùn)維要求，對夾套伴熱蒸汽設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1分系統(tǒng)伴熱，蒸汽高進(jìn)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(jìn)、出口液硫切斷閥為界，將伴熱系統(tǒng)分為：泵本體伴熱（泵進(jìn)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(jìn)口總管伴熱及脫氣管線伴熱四個(gè)系統(tǒng)。

3.1.3各伴熱系統(tǒng)設(shè)置獨(dú)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(shè)計(jì)要領(lǐng)

夾套伴熱蒸汽的布置應(yīng)結(jié)合設(shè)備、管線、閥門布置情況及操作運(yùn)維要求，將設(shè)備、管線及閥門分成相互獨(dú)立的伴熱系統(tǒng)。系統(tǒng)與系統(tǒng)間應(yīng)互不干涉，一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽與凝結(jié)水應(yīng)做到"一對一"，設(shè)備、管道及閥門伴熱蒸汽應(yīng)串聯(lián)布置。系統(tǒng)劃分時(shí)，應(yīng)盡量利用設(shè)備、閥門、法蘭作為分界點(diǎn)，系統(tǒng)內(nèi)管線盲端應(yīng)盡量少且短，避免伴熱死區(qū)。一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)蒸汽應(yīng) 從高點(diǎn)引人，跨接線應(yīng)從管道低點(diǎn)接出再回到下游管道高點(diǎn)或側(cè)面。管道上的壓力表根部閥與總管蒸汽應(yīng)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(yīng)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(guān)閉閥門來控制調(diào)節(jié)閥和旁路的蒸汽分配。

參考文獻(xiàn)：

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