150 kt/a双加压法硝酸装置运行总结

郑 重 孟令兵 杨文贤 王 雷

(山西阳煤丰喜化工有限责任公司山西运城044100)



150 kt/a双加压法硝酸装置运行总结

郑 重 孟令兵 杨文贤 王 雷

(山西阳煤丰喜化工有限责任公司山西运城044100)

山西阳煤丰喜化工有限责任公司为满足公司70 kt/a己二酸装置及150 kt/a硝酸铵钙装置的硝酸需求，新建1套150 kt/a的双加压法硝酸装置，于2014年3月6日开始投料试车并产出合格成品硝酸，至今已运行2年多，各项工艺指标基本达到设计值(表1和表2)，运行情况良好。

表1 双加压法硝酸装置四合一机组运行参数

项 目2014⁃09⁃162014⁃11⁃102015⁃01⁃272015⁃04⁃282015⁃06⁃022015⁃08⁃182015⁃11⁃03汽轮机进气压力/MPa3．9163．9133．9293．8953．9203．9133．914进气温度/℃423．3427．1436．8433．3433．9434．6428．6转速/(r·min-1)8857890388539008907490629041排气压力/kPa-90-89-86-86-81-84-84排气温度/℃35．535．340．738．842．839．339．1氧化氮压缩机进气压力/MPa0．2270．2340．2600．2840．2920．2960．285进气温度/℃46．948．144．048．549．951．250．6排气压力/kPa0．7530．7730．8570．9300．9560．9450．937排气温度/℃165．8167．2160．3172．5180．8176．5148．9轴流空气压缩机进气压力/MPa-4．8-4．2-4．6-4．5-4．7-4．4-3．6进气温度/℃11．611．99．225．023．524．018．2排气压力/kPa0．2610．2690．2990．3230．3340．3410．336排气温度/℃176．4171．8180．4212．3213．9217．4205．4喉部压力/kPa4．744．955．826．426．787．507．03尾气透平机进气压力/MPa0．6450．6590．7370．7990．8250．8110．807进气温度/℃336．0335．1340．8345．7350．9353．9347．7排气压力/kPa0．40．50．50．60．70．80．7排气温度/℃116．1114．9104．8107．9109．3110．9106．2

表2 双加压法硝酸装置运行参数

项 目 2014⁃09⁃162014⁃11⁃102015⁃01⁃272015⁃04⁃282015⁃06⁃022015⁃08⁃182015⁃11⁃03一次空气量/(m3·h-1，标态)54464．9554337．4359002．1262164．0563762．4467335．5365041．75二次空气量/(m3·h-1，标态)12118．0612384．7012438．2612568．4312256．8312164．7912123．26脱盐水流量/(t·h-1)3．353．794．673．773．393．914．53尾气加氨量/(m3·h-1，标态)7．393．102．301．420．1515．250．47氧化加氨量/(m3·h-1，标态)5885591063816292652468546712气氨温度/℃104．80105．10110．10109．50102．26106．10105．54气氨压力/kPa0．470．470．470．470．470．470．47氧化炉温度/℃869．20870．20870．50870．56869．62870．52865．55尾气中φ(NOx)/(×10-6)78687580878570尾气中φ(O2)/%3．03．03．03．03．03．03．0混合气温度/℃163．74160．11167．69195．20197．01200．61189．77氨空比/%(体积分数)9．759．829．769．219．279．259．35成品硝酸产量/(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 运行情况

(1)装置负荷可达到100%，最高硝酸产量为457 t/d(折100%)，副产蒸汽自用后最高可达7.5 t/h，成品酸浓度控制在63.5%(质量分数，下同)，尾气中氮氧化物质量分数为(60～80)×10-6，主要工艺指标达到设计要求。鉴于硝酸下游产品己二酸及硝酸铵钙的市场情况不佳，该装置负荷长期维持在90%～95%，故障率较低，最长连续运行周期为135 d。

(2)四合一机组运行较平稳，操作安全稳定，尾气透平排放温度维持在110～120 ℃，各关键指标达到机组设计要求。

(3)氧化炉运行稳定，氧化炉出口氮氧化物气体温度维持在395～415 ℃，换热效果良好。

(4)吨硝酸氨耗基本维持在283 kg左右(含尾气催化所用的气氨)，且外送蒸汽流量维持在5.0～7.5 t/h，经济效益良好。

(5)氮氧化物分离器的稀硝酸中铵盐含量维持在15～20 mg/L，在设计指标30 mg/L之内。

2 试运行期间存在的问题及改造措施

(1)在四合一机组一拖二试车期间，轴流压缩机排气侧支撑轴瓦温度迅速上升至110 ℃，经多点排查后，发现轴瓦底部轴承箱严重漏油，导致润滑油无法进入轴瓦，进而造成轴瓦温度升高。经过与供方协商后，在轴承箱进油处增加套管，并用铸铁修复剂粘结，使油从套管中流入，避免了再次漏油，保证了设备的稳定运行。

(2)开车初期，因吸收塔排氯管道泄漏造成装置停车2次，主要原因为排氯管道的焊缝焊接不到位，经长时间酸腐蚀造成管道泄漏。为此，在吸收塔排氯管根部增设阀门，避免了因排氯管泄漏导致装置停车。

(3)在开车初期，多次发生过热段温度过高无法调节的问题，其主要原因是过热段喷水管线吹扫不干净，且喷水口径小，造成喷嘴堵塞。针对上述现象，通过增大过热喷水器的喷水口径(从Φ8 mm 扩大至Φ10 mm)，基本上解决了上述问题。建议硝酸生产企业做好开车前的喷水管道吹扫工作，避免喷水管道及喷嘴的堵塞。

(4)在装置运行中期，四合一机组汽轮机轮室压力上升过快，2个月内升至2.6 MPa，影响汽轮机的正常运行。经排查，主要是进入汽轮机的蒸汽中钠离子含量过高，造成汽轮机流道、叶片结垢。为此，利用3.0 MPa饱和蒸汽对汽轮机进行热洗2 h左右(热洗期间，蒸汽冷凝液的电导率由2 000 μS/cm降至30 μS/cm)，汽轮机轮室压力恢复正常，保证了机组的长周期运行。

(5)为保证除氧器的氧含量达到技术指标，原设计在除氧器中添加除氧剂(联氨)。通过多方论证，现利用除氧器的备用口补充外界蒸汽冷凝液，减少除氧器中脱盐水及蒸汽的补加量，可在不添加除氧剂的情况下，保证除氧器的氧含量达到技术指标。

(6)在过热段蒸汽进分离器前单设放空管线，保证了装置开车时过热段充分预热，确保了氧化炉的长周期安全运行。

(7)在吸收塔的第1层、第11层、第32层回水管最低处增加导淋，防止冬季停车排水不净造成管道冻裂的现象发生。

3 目前仍存在的问题

该套150 kt/a硝酸装置自开车以来，运行稳定，各项指标基本达到设计要求，但在运行中还存在一些问题，正在与相关单位协商优化中。

(1)氧化氮压缩机出口振幅在20～40 μm，多次排查未发现原因，推测可能是设备及管道安装时应力未完全消除，造成管道受热膨胀，进而引起机组振动增大。

(2)四合一机组的盘车电机功率偏小，装置停车时未能及时启动盘车系统，需要人力辅助方可运行，尤其冬季盘车运行非常困难，建议设备制造企业增大盘车电机功率。

(3)吸收塔第11层至第32层的外部循环冷却水管腐蚀很严重，主要是夏季室外温度较高而水温较低，管道外壁很容易形成水珠，长时间会造成管道过度腐蚀，建议对冷却水进行保冷处理。

(4)空气过滤室可考虑增加冷冻水管线，夏季能有效降低空气的进口温度，保证装置在夏季能高负荷运行。

2016- 07- 14)