27万t/a双加压硝酸装置投用运行总结

黄春晖，文秋芬（广西柳州化工股份有限公司，广西柳州 545002）



27万t/a双加压硝酸装置投用运行总结

黄春晖，文秋芬
（广西柳州化工股份有限公司，广西柳州 545002）

摘 要：对广西柳州化工股份有限公司27万t/a双加压硝酸装置在试车、开车过程中发现的机组和工艺方面问题进行简单介绍，并分析问题产生的原因，提出解决方法。

关键词：27万t；开车；硝酸

1 装置概述

柳州化工股份有限公司现有的5#硝酸系统设计生产能力为日产550t硝酸，6#硝酸系统设计生产能力为日产450 t硝酸，两套设备均是引进美国的高压法硝酸二手设备，目前存在消耗高，工艺落后，设备陈旧，故障率高的问题，造成酸成本远高于国内平均水平，降低了企业的盈利水平和市场竞争能力。为此公司决定采用世界上最先进的双加压法稀酸生产工艺对原有5#、6#系统的稀硝酸生产装置进行技术升级和节能改造，淘汰原来的生产装置及二手设备，新建一套日产900t的稀硝酸生产装置。该项目落实后，可以降低能源消耗，减少污染排放，增加经济效益。本文对生产过程及发现的问题进行总结如下。

2 装置简介

装置为陕鼓集团工程总承包，核心设备“四合一机组”采用陕鼓集团制造的国产化机组，其中蒸汽透平由杭汽为其配套制造，机组盘车为台朔重工生产。机组控制系统采用康吉森的ITCC机组控制系统，工艺采用爱默森的DCS控制系统。吸收塔为石家庄天人化工设备集团有限公司制造，氧化炉为上海华谊集团装备有限公司制造，锅炉给水泵选用苏州苏尔寿泵业公司产品，锅炉循环泵选用大连苏尔寿泵业公司产品，稀酸泵、开工酸泵选用兰州海兰德泵业生产的磁力泵，氨转化还原反应器采用武汉建新石化设备制造有限公司制造，配套尾气处理触媒则外购荷兰壳牌的催化剂。装置主厂房结构为钢筋混凝土框架，一层采用敞开式，二层采用半封闭式的形式。工程自2013年1月土建开槽施工，至2014年5月基本完成设备安装、管线铺设等工作，2014年6月开始着手进行试车投料工作。

3 试车过程

公司从2014年3月开始进行机组油润工作，4月蒸汽透平进行单体试车；5月则进行泵体单体试车，机组三机联动试车，高、低压系统吹扫及氮氧化物压缩机、轴流压缩机性能试验，四合一机组联动试车，氨空比调试，系统水联动试车等工作。该四合一机组设备联体试车过程存在一些问题，轴流机由于静叶调节阀原始阀位没有调试好，机组过临界转速造成轴流机轴振动大跳车，拆开轴流机大盖重新进行阀位标定，消除了缺陷。至6月5日系统前期准备工作完成，各项公用工程具备开车条件。

本装置试车共开车2次，其中第一次于6月5日23：00机组启动，2：30系统通氨点火，但在运行32小时（6月7日6：53）因尾气透平机进口阀阀位小于75%信号，引起SIS联锁跳车。经试车小组调整后第二次于6月7日20：21顺利开车，并逐步加满负荷，对装置进行性能考核。至6月10日20：30结束72h试运行，共生产2 165t100%硝酸。

4 试车运行数据

经过72h的试运行，对装置的各项设计指标进行验证，试运行情况良好，机组参数：蒸汽透平转速达到额定转速7 010rpm，耗汽量30.9t/h，轴流压缩机出口压力0.358MPa，氮氧化物压缩机出口压力1.002MPa，尾气透平转速5 918rpm，进口压力0.87MPa，出口温度119℃，机组振动值及位移值均在可控状态。工艺参数：一次空气流量127 542m3/h，二次空气流量16 269 m3/h，气氨流量12 861m3/h，氨空比9.69，氧化炉温862℃，汽包产汽量40.2 t/h，外送蒸汽量12.9t/h，成品酸流量59t/h，成品酸浓度60.96%。具体数据如表1所示：

表1 27万t硝酸试车机组运行参数

27万t硝酸试车工艺运行参数表

5 装置运行过程中存在问题及分析

5.1 产量未达设计值

因NOX压缩机防喘阀密封垫内漏，部分工艺气体泄漏又回流至NOX压缩机进口，故导致NOX压缩机压缩过程消耗过多功率，压缩机做部分无用功，蒸汽机调速阀全部开完，最高蒸汽用量达35t/h，转速无法达到正常值7 010rpm，仅为6 950rpm，负荷明显减少，日产量硝酸仅为820t/d。停车联系厂家发送垫子处理阀门垫子内漏消除和氧化炉更换铂网后，正常开车后蒸汽机用汽量均小于正常指标32.4t/h，转速达到正常值7 010 rpm，日产量硝酸平均达920t/d，最高产量达946t/d。

5.2 A氨蒸发器热量偏高

因系统提高浓度至65%（设计值62%）后，造成吸收塔反应热量后移，A氨蒸发器蒸发温度夏天高达13.5℃，无法降至正常值11.5℃。经计算系统还需带走吸收塔热量约1.295×106千卡/h，若达到制冷效果，需外送气氨至公司冰机站制冷，每小时需增加4.5t/h液氨用量。

5.3 汽机轮室压力高问题

运行状态：汽机轮室压力高达3.2MPa（原始开车为2.4 MPa）。

分析原因：经联系陕鼓厂家处理，分析锅炉所用一级脱盐水含有二氧化硅28μg/l较高，导致所用蒸汽中含有二氧化硅造成动、静叶轮结垢，导致蒸汽无法顺畅通过，所以轮室压力过高。因汽轮机对蒸汽质量的指标要求较高现改用公司二级脱盐水含有二氧化硅小于10μg/l，解决了汽机轮室压力高的问题。

5.4 NOX离心机内部结构容易结铵盐

停车修理拆开NOX压缩机大盖后，发现有叶轮存在铵盐结垢，说明NOX分离器分离效果不佳，并且造成了汽机蒸汽用量比原来增加。经联系服务厂家到现场处理，拆开人孔发现NOX分离器上部喷水盘管脱焊。经补焊处理后使用正常，同时蒸汽机用蒸汽量明显也减少约2t/h。

5.5 进口一级空气过滤器损坏严重

打开一级空气过滤室（卷帘式过滤），总共有两大组，发现东面组中间凹陷严重，帘布积尘明显，空气阻力最高达到1.15kPa（工艺控制指标为小于0.60kPa）。联系厂家技术人员停车后进行修复加钢筋加固，岗位人员定期进行更换帘布及清扫帘布表面积灰后总阻力由1.15kPa降至0.33kPa左右，基本确保系统送气正常。

5.6 除氧器液位波动大

除氧器液位波动大，冷凝液经常溢流外排，液位调节难以控制，联系厂家技术人员原因分析，初步估计填料层问题。停车检查内部发现填料层散架严重，后经重新焊接加固进行修复回装，重新投用后液位自调正常，冷凝液不再跑液现象发生。

5.7 二次空气流量波动大

经过公司自控分厂相关技术人员进行现场检查，发现该装置由美卓厂家生产的二次空气调节阀定位器故障造成调节阀波动，有时阀门自动开完或关小故导致二次空气流量波动大，氨空比波动高达10.6%，存在系统工艺联锁停车风险。因该阀的特殊性，在系统运行过程中是不能检测的，需待系统停车后重新进行阀门调试才能解决问题。5.8 NOX离心机密封面漏大

由于NOX离心机压缩工艺气带有腐蚀性和高温性，刚开车NOX离心机北面中分面漏NOX气体严重。联系陕鼓技术人员到现场解决，发现原来采用的密封胶质量存在问题，陕鼓建议采用NOX压缩机国内厂家生产的专用胶。因成本费用较高我分厂没有采用，现离心机大盖中分面采用成本较低的四氟绳和704密封胶进行改造，效果蛮好，仍然有点小漏，但成本存在优势。

5.9 省煤器列管漏水

投用一年后发现省煤器有一根列管开始漏水，由于该换热设备列管排列比较密，担心直接焊接补漏后引起旁边列管泄漏，所以没有补漏。目前在省煤器工艺气体进口处产生的高温酸要及时从导淋管排走，以免造成腐蚀设备。

5.10 锅炉给水泵轴承损坏、转子卡死

自从6月7日开车2台给水泵存在问题较多，其中一台轴承损坏、转子弯曲、北面轴封漏水严重等，经联系厂家修复。投用过程中又发现一台转子卡死，经拆开检查发现叶轮内有螺帽卡住，估计是除氧器脱落进入泵内，造成一台泵转子报废。针对这种状况，除了在泵的进口管加了滤网，另外分厂从公司内部管网配一路除氧水给锅炉备用，以防两台泵损坏无法投用。

5.11 稀酸泵和开工酸泵容易失磁，打不上量

酸泵均采用无泄漏磁力驱动泵，刚开车经常存在泵打不上量问题，经与联系厂家联系后，方知该类形泵不能空转状态下运行，否则容易造成失磁而无法使用，经更换磁力修复后，目前使用正常。

6 仍需完善及改进问题

6.1 压缩机防喘阀选购硬密封内垫

因NOX压缩机防喘阀密封垫内漏，部分工艺气体泄漏又回流至NOX压缩机进口，压缩机重复做工问题。尽管系统停车更换阀门内垫，消除内漏后汽轮机用汽量明显降低。但由于阀门内垫为软密封，材料为聚四氟乙烯，不耐高温，容易老化、脆裂。在运行一段时间后又存在阀门内漏现象。建议今后各厂家在采购此类阀门时选购硬密封的内垫以防止内漏现象。

6.2 加强锅炉水管理

锅炉运行中，由水带入的杂质，除极少量被带走以外，大部分仍留在水中。随着时间的增长，水不断蒸发、浓缩，如果不采取措施，炉水中的杂质含量会不断增多。当炉水中的含盐量或含硅量超过允许数量时，就会使蒸汽品质变坏；当炉水的水渣较多时，不仅影响蒸汽品质，而且还可能造成炉管堵塞，危及锅炉的安全运行，甚至发生裂管或直接爆管现象。因此，为了使含盐量和含硅量维持在极限容许以下和排除炉水中的水渣，必须采取连续排污和间断排污的方法。同时注重加强对开车过程过热器预热升温的必要性，同时要与锅炉升温同时进行最佳，氧化炉点火投料前一定要注意过热器的预热蒸汽流量大于12t/h。

6.3 提高氨转化率，降低氨耗

系统使用的液氨油污杂质多，经蒸发后部分油污杂质带入氧化炉，故造成铂网脏氨氧化率低，铂网中毒氨耗高。为了降低氨耗和系统长周期稳定运行，在液氨进入液氨蒸发器之前处理掉油污，建议增加一套液氨过滤除油装置。

7 结束语

本装置27万t/a双加压装置经过试车生产和长时间的连续平稳运行，产能达到设计能力要求，系统长周期稳定运行，达到柳化股份有限公司降低能源消耗，减少污染排放，增加经济效益的目标。

270 000 t/a Double Putting-in-service Proactively Pressure Nitric Acid Unit Operation

Huang Chun-hui，Wen Qiu-fen

Abstract：The guangxi liuzhou chemical industry co.，LTD.In 270 000 t/a double pressure nitric acid unit commissioning，found in the process of driving unit and a brief introduction to the process problems，and analyzes the reasons of the problems，put forward the solution.

Key words：270 000 t；drive；nitrate

中图分类号：TQ111.2

文献标志码：A

文章编号：1003–6490（2016）02–0083–02

收稿日期：2016–02–10

作者简介：黄春晖（1977—），男，广西来宾人，工程师，主要从事化工生产技术管理工作。