Claus风机在硫磺回收装置中的应用

谭鸿飞

(中原油田普光分公司天然气净化厂，四川 达州 635000)

生产与应用

Claus风机在硫磺回收装置中的应用

谭鸿飞

(中原油田普光分公司天然气净化厂，四川 达州 635000)

普光天然气净化厂的工艺流程复杂，在天然气净化装置中，硫磺回收系统和加氢单元使用的是Claus风机提供燃烧空气。本装置每一系列配备2台Claus风机，分别为背压式汽轮机(代号K-301A)和三相异步电动机(代号K-301B，离心式)。本文就背压式汽轮机的各系统作详细介绍。

Claus风机；控制系统；监视系统；保安系统 防喘振

中原油田天然气净化厂是中国最大的天然气净化厂，原料为高含硫天然气，H2S含量13%-8%,CO2含量8.0%～10.0%，有机硫含量340.6mg/m3。净化装置共有6个联合，每个联合2列，其中硫磺单元采用Amoco改良Claus硫磺回收工艺，设计规模为16×20×104t/a液硫产品，操作弹性为30%～130%，使用的背压式汽轮机型号是Altas Copco制造的B3-36/5。该汽轮机使用温度360℃，压力3.5MPa的中压过热蒸汽为动力，升速到正常转速为5300r/min。大型风机自动化程度较高，各个控制系统稳定运行是保证正常工艺生产的必要条件。

1 控制(调节)系统

汽轮机组采用WOODWARD505调节器，并配有基本的保安系统，以确保机组安全运行,见图1。

图1 505控制系统

该505调速器是蒸汽透平压缩机使用的最普遍的一种调速装置，它可以接收频率信号、Analog signal、接点信号等，还可以输出接点信号、Analog signal等。可以组态多种启动方式，可以通过改变PID中的比例调节系数实现改变斜率的升降速控制。它将现场的转速传感器传来的转速信号与设定转速相比较后，经过PID调节输出4-20mA的电信号给阀位控制器，最后输出50-250mA电流信号给电液转换器。

2 保安(连锁)系统

本机组的保安系统包括液压保护装置和电气保护装置两部分。机组配有冗余配置的两位三通电磁阀装在速关组合装置上，任何一个电磁阀动作，都可停机保护，电磁阀可由SIS系统操纵，也可由WOODWARD 505远程操作完成遥控停机。

(1)液压保护装置包括：速关阀、轴位移遮断器、危机遮断油门、三选二超速保护。

(2)电气保护包括：WOODWARD505的超速报警和停机保护功能；机组轴瓦温度、轴振动、轴位移、转速、润滑油压等参数的连锁停机等。

3 监控系统

净化装置采用的是恒河CS3000的DCS系统，采用当前最先进的计算机技术，以WINDOWS XP作为操作系统，使用通用PC机作为硬件平台。其中硫磺单元的Claus风机组态画面如下图2：

图2 Claus风机组态画面

通过DCS对机组轴瓦温度、轴振动、轴位移、转速、润滑油压进行集中控制、监测、记录和报警。DCS显示控制稳定、操作方便、灵活简便、修改容易，并且为实现计算机数据处理和生产管理创造条件。

3 防喘振系统

喘振是一种压缩机运行的不稳定状态，在流量和压力变化过程中，气流在管道中产生周期的震荡现象，对机组设备危害非常大。

本汽轮机在满负荷运转时，正常供风量大约为49000Nm3/h，入口压力96kPa左右,出口压力161kPa左右。机组采用西门子PLC的S7-300进行PID调节控制，当入口流量低于某一特定转速下的喘振流量时，放喘振控制阀自动开启(快开慢关)。现场实测喘振曲线见图3。

图3 现场实测喘振曲线

在本装置实际正常运行时，采用定极限流量的防喘振控制，设定入口导叶阀位13%左右，根据出口和入口的压力大小、温度高低进行调节。

5 结论

汽轮机在普光净化厂有着不可替代的作用，自2008年投产运行以来，不仅运行稳定、操作性强、便于控制，而且为净化厂的节能降耗做出了巨大贡献。经过多次操作，已经积累了一套独有的操作经验，为今后的风机运行提供技术支持。

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(本文文献格式：谭鸿飞.Claus风机在硫磺回收装置中的应用[J].山东化工，2016，45(12)：83-84.)

2016-04-14

谭鸿飞(1988—),河南南阳人，助理工程师，主要从事天然气净化工作。

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1008-021X(2016)12-0083-02