硫酸裝置干吸酸泵變頻控制的探討

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1、硫酸裝置干吸酸泵變頻控制的探討設(shè)備?材料硫酸工業(yè),201I(2):37～38SulphuricAcidlndustr7硫酸裝置干吸酸泵變頻控制的探討劉宏(宜昌西部化工有限公司,湖北宜昌444200)關(guān)鍵詞:硫酸生產(chǎn)干吸酸泵變頻器控制探討中圖分類(lèi)號(hào):TQ111.16;TM344.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1002—1507(2011)02—0037—02近年來(lái)通過(guò)引進(jìn)技術(shù)和消化吸收再創(chuàng)新,我國(guó)硫酸生產(chǎn)干吸工序的技術(shù)裝備水平得到提升.一是設(shè)計(jì)采用干吸塔低位布置方式,通過(guò)將塔位置降低到一定高度,使正常運(yùn)行時(shí)干吸塔底不積酸而停車(chē)時(shí)塔底積存一部

2、分酸,這一設(shè)計(jì)可減少塔基礎(chǔ)及管道費(fèi)用,同時(shí)降低了干吸酸泵壓頭.二是使用新型高效分酸器和低阻高效瓷質(zhì)規(guī)整填料,國(guó)產(chǎn)新型陽(yáng)極保護(hù)管槽式分酸器,XDS不銹鋼管槽式分酸器及進(jìn)口ZeCor—Z合金UniFlo槽管式分酸器分酸點(diǎn)密度達(dá)到42～43點(diǎn)/m..,分酸效率提高使得干吸塔主填料高度大大降低.三是使用大開(kāi)孔率ZeCor—z合金或瓷質(zhì)填料支撐,減小了干吸塔阻力.總體而言,現(xiàn)在于吸酸泵實(shí)際壓頭已有所降低,但目前不少裝置干吸酸泵壓頭設(shè)計(jì)仍偏大.以某400kt/a制酸裝置為例,5500mm一吸塔采用低位塔布置方式,塔內(nèi)采用0.1m厚ZeCor—Z合

3、金填料支撐,主填料高度2.44m,捕沫填料層高度0.2m.根據(jù)筆者估算,該一吸塔酸循環(huán)泵壓頭為14.0I/l.即使干吸塔高位布置并使用常規(guī)填料支撐和填料,通常一吸塔酸循環(huán)泵壓頭也在19.0m左右,而目前常規(guī)設(shè)計(jì)一吸塔酸循環(huán)泵壓頭普遍在25.0～30.0m,硫酸裝置干吸塔酸泵壓頭設(shè)計(jì)偏大的問(wèn)題較為突出.生產(chǎn)中只能通過(guò)減小干吸酸泵出口蝶閥開(kāi)度來(lái)控制循環(huán)酸流量,有的開(kāi)度甚至只有50%.即使干吸酸泵壓頭設(shè)計(jì)適中,但由于酸泵設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)留有一定余量(一般流量為20%,壓頭為10%),加上制造廠家提供的酸冷卻器,分酸器等設(shè)備的壓力降也留有一定余量(如

4、酸冷卻器壓力降余量一般在15%左右),使得干吸酸泵一般在80%左右額定流量和壓頭下運(yùn)行,仍需要通過(guò)蝶閥控制循環(huán)酸流量.傳統(tǒng)蝶閥控制方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模,自動(dòng)化生產(chǎn)要求.1干吸酸泵閥門(mén)控制存在問(wèn)題干吸酸泵流量采用閥門(mén)控制調(diào)節(jié)存在以下問(wèn)題:a.干吸酸泵流量和壓頭偏大時(shí),為穩(wěn)定生產(chǎn),出口蝶閥開(kāi)度一般在50%～70%,在此閥門(mén)開(kāi)度下,閥芯會(huì)對(duì)硫酸產(chǎn)生強(qiáng)烈擾動(dòng),使管道內(nèi)硫酸流速增大,從而加大管道內(nèi)壁處的局部腐蝕.b.閥門(mén)調(diào)節(jié)頻繁容易損壞而發(fā)生泄漏,嚴(yán)重時(shí)造成停車(chē).根據(jù)于吸酸泵操作規(guī)程,于吸酸泵要在出口閥門(mén)關(guān)閉的情況下現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng),此時(shí)閥門(mén)前硫酸

5、管道中充滿硫酸(壓力在0.5MPa左右),在此狀況下操作閥門(mén),無(wú)疑增加了現(xiàn)場(chǎng)操作的危險(xiǎn)性.c.采用閥門(mén)調(diào)節(jié)循環(huán)酸流量時(shí),相當(dāng)大的一部分能量消耗在克服閥門(mén)阻力上,且閥門(mén)開(kāi)度越小能耗越高,酸泵運(yùn)行效率越低.d.當(dāng)干吸酸泵緊急停車(chē)時(shí)(如上酸管道漏酸),需將上酸管道中硫酸排空才能進(jìn)行檢修工作,此時(shí)先停干吸酸泵,等上酸管道內(nèi)硫酸回流完畢后泵停止反轉(zhuǎn),再去關(guān)閉泵出口閥門(mén),不可避免泵反轉(zhuǎn)對(duì)泵軸和葉輪的損壞.目前硫酸工業(yè)采用變頻調(diào)速技術(shù)控制流體流量已經(jīng)較為普遍,浙江嘉化和浙江忠盛等企業(yè)也開(kāi)始使用變頻器代替蝶閥控制干吸酸泵流量,運(yùn)行效果良好.收稿日期:

6、2010一l2—16.著者簡(jiǎn)介:劉宏,男,宜昌西部化工有限公司化工設(shè)備工程師,從事化工設(shè)備技術(shù)和管理工作.電話:18995901230;E—mail:m6hog@qq.corn.?38?硫酸工業(yè)2011年第2期2干吸酸泵變頻器控制2.1變頻調(diào)速控制原理變頻調(diào)速控制原理是通過(guò)變頻器改變離心泵轉(zhuǎn)速以改變泵的特性曲線,從而調(diào)節(jié)泵流量.變頻調(diào)節(jié)離心泵的特性曲線見(jiàn)圖1.HHl//2O9Q圖1變頻調(diào)節(jié)離心泵的特性曲線由圖1可見(jiàn),當(dāng)泵轉(zhuǎn)速由n降低到n:,則泵特性曲線由Ⅱ變?yōu)榍€Ⅲ,它與管路特性曲線I的交點(diǎn)A成為新的工作點(diǎn).此時(shí)流量由Q.降到Q,壓頭

7、由降到,顯然所耗動(dòng)力也相應(yīng)下降.2.2變頻器控制流量?jī)?yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)閥門(mén)控制流量相比,變頻器控制流量具有以下優(yōu)點(diǎn):a.變頻器具有過(guò)流,短路,欠壓,過(guò)壓,缺相,溫升保護(hù)功能,能更完善地保護(hù)干吸酸泵配套電機(jī).b.變頻器具有功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能,未使用變頻器控制的電機(jī)功率因數(shù)一般在0.75～0.85,使用變頻器后電機(jī)功率因數(shù)可以提高到0.95.因此可根據(jù)干吸酸泵出口流量要求使用變頻器調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速,節(jié)能效果顯著.c.使用變頻器后取消干吸酸泵出口閥門(mén),可減小管路阻力,減少管道系統(tǒng)泄漏點(diǎn),提高了生產(chǎn)操作安全性.d.使用變頻器后實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軟啟動(dòng),啟動(dòng)電流將限

8、制在一定范圍(一般是額定電流的1.5倍),同時(shí),能減小啟動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩,啟動(dòng)平穩(wěn),還可減少對(duì)干吸酸泵的沖擊.e.在干吸酸泵停車(chē)時(shí),變頻器具有緩慢減速停車(chē)的功能,可以避免干吸酸泵停車(chē)反轉(zhuǎn)對(duì)葉輪和泵軸的損壞.￡應(yīng)用變頻器