- 精硫泵在運行過程中無法輸送液硫原因分析
前言
硫磺是一種淺黃色晶體,熔點在112.8-119.3℃,物理性質(zhì)較為特殊,其粘度大小隨著溫度變化而變化。如下圖,固體硫初熔時,粘度隨溫度升高而下降,液體硫磺,在小于159℃時,仍為環(huán)狀,當(dāng)溫度大于159℃后開裂成鏈狀S8分子,粘度隨溫度升高而急劇增大,在190℃時,達極大值93Pa.S;大于190℃后,粘度又隨著溫度升高而下降。當(dāng)溫度小于120℃時有可能凝固為固體硫磺,在150℃到190℃時,粘度急劇上升至極大值,隨著繼續(xù)升溫會逐漸下降。所以當(dāng)液體硫磺溫度>158℃時,因其粘度過大,會導(dǎo)致精硫泵無法正常使用。
1.故障現(xiàn)象
硫磺制酸裝置在負荷調(diào)節(jié)的過程中,時常出現(xiàn)磺槍流量降低或者無液硫輸送的情況,導(dǎo)致連續(xù)生產(chǎn)被中斷,裝置被迫停車。但往往在停車檢查精硫泵、輸磺管線、磺槍時并沒有發(fā)現(xiàn)異常情況,再次啟動精硫泵卻一切正常。
2.原因分析
精硫泵在小流量工況下運轉(zhuǎn),泵供給的揚程較大,而泵的效率卻較低,泵內(nèi)能源損失較大,泵內(nèi)液硫流體幾乎在做絕熱壓縮,除去液硫在泵中獲得的一定能量,其余的能量都轉(zhuǎn)化為熱能,傳遞給泵內(nèi)的液硫,當(dāng)泵輸送的液硫較少,不能及時的將熱量帶走,就會導(dǎo)致液硫的溫度升高。由于精硫槽的正常生產(chǎn)溫度維持在135~145℃,當(dāng)輸送的液硫被加熱到160℃后,液硫的粘度會快速升高,導(dǎo)致液硫無法在管道內(nèi)流動,無法向磺槍輸送液硫。
3.解決辦法
泵的輸出功率大于液硫帶走泵輸出功率,泵多余的輸出功率被轉(zhuǎn)化為熱量傳遞到液硫中,把液硫加熱到高于160℃,液硫粘度快速上升,從而影響液硫在管道內(nèi)流動。因此在調(diào)整負荷時需要按照規(guī)范操作順序,避免液硫在泵內(nèi)出現(xiàn)被加熱情況。
提升負荷
(精硫泵為變頻泵)檢查磺管上手動閥是否處于節(jié)流狀態(tài),如果是,先把手動閥開度增加,降低磺管運行壓力,緩慢提升精硫泵變頻達到預(yù)定負荷流量。當(dāng)出現(xiàn)磺管壓力高,液硫流量偏小時,需要再次開大手動閥,或者檢查磺槍是否存在堵塞等問題,排除后可再次增加變頻達到預(yù)定值。
(精硫泵為工頻泵)檢查磺管上手動閥是否處于節(jié)流狀態(tài),如果是,先把手動閥開度增加,降低磺管運行壓力,緩慢關(guān)小或者關(guān)閉回流閥達到預(yù)定負荷流量。當(dāng)關(guān)小回流閥磺管壓力變高,液硫流量偏小時,需要檢查磺槍是否存在堵塞,或液硫溫度是否升高。
降低負荷
(精硫泵為變頻泵)當(dāng)需要減少磺槍使用數(shù)量來達到降低負荷目的時,需要先降低變頻,但磺管壓力要維持在磺槍霧化最低壓力之上后,方可關(guān)閉現(xiàn)場磺槍進口閥,達到降低的目標。如果先關(guān)閉磺槍進口閥,再降低變頻,就會引發(fā)泵內(nèi)液硫過熱,無法輸送液硫。
(精硫泵為工頻泵)當(dāng)需要減少磺槍使用數(shù)量來達到降低負荷目的時,需要用回流閥來控制磺管壓力,保證磺槍關(guān)閉后泵輸送出的流量是在泵允許的最小流量以上,方可關(guān)閉磺槍進口閥。
注意事項
精硫泵在選型時要根據(jù)裝置產(chǎn)能的最大噴磺量、磺槍的流量調(diào)節(jié)比、霧化最小壓力和最高壓力參數(shù)選擇,根據(jù)精硫泵揚程和流量,計算出泵的軸功率并匹配相應(yīng)的電機。由于泵在運行過程中效率會有所下降,可在計算的軸功率上放大20~50%,切莫放大1.5~2倍軸功率,當(dāng)放大太多,泵的最小流量將超過磺槍使用流量,就會出現(xiàn)泵內(nèi)液硫溫度上升。在操作規(guī)程內(nèi)應(yīng)體現(xiàn)精硫泵最小工作流量、磺槍工作流量、壓力范圍。