【正文】 2臺冷熱和 1臺熱熱換熱器加溫到 425℃后去轉(zhuǎn)化四段從轉(zhuǎn)化四段出來的氣體溫度達(dá) 440℃再經(jīng)過 2 省煤器降溫到 430℃后進入轉(zhuǎn)化五段從轉(zhuǎn)化五段出來的氣體溫度達(dá) 432℃最后經(jīng)過低溫過熱器和 1 省煤器降溫到 160℃后進入二吸塔 為了在升溫過程中保護觸媒不受柴油燃燒產(chǎn)生的水汽損害本系統(tǒng)還設(shè)置了轉(zhuǎn)化工段間接升溫系統(tǒng)干燥空氣經(jīng)升溫爐加熱后直接送入轉(zhuǎn)化器一 段四段對轉(zhuǎn)化器升溫 D 干吸工段空氣經(jīng)過空氣鼓風(fēng)機加壓后進入干燥塔干燥再經(jīng)過塔頂?shù)慕饘俳z網(wǎng)除霧器除沫后進入焚硫爐從轉(zhuǎn)化三五段段來的含大量三氧化硫的氣體分別在第一和第二吸收塔內(nèi)借助異鞍瓷質(zhì)填料利用 98 硫酸中的水吸收三氧化硫氣體生產(chǎn)我們想要的硫酸硫酸濃度升高后不利于吸收進行完全因此通過串酸或加工藝水來調(diào)整到 98 的濃度恒定不變吸收是放熱反應(yīng)酸溫升高后經(jīng)過陽極保護管殼式換熱器中的水間接冷卻到 60℃合適的硫酸溫度第一和第二吸收塔頂都設(shè)置了纖維除霧器帶液的氣體經(jīng)過纖維除霧器有效的除去酸霧以后分別去轉(zhuǎn)化四段或經(jīng)過高煙囪排放 開車或事故性的排放難免會造成尾氣二氧化硫和酸霧超標(biāo)為此在高煙囪前設(shè)置了尾氣處理裝置利用純堿液吸收一般正常情況下尾氣裝置不用 干燥一吸循環(huán)酸共用一格循環(huán)酸槽二吸單獨用一格循環(huán)酸槽干燥一吸二吸所需的 98％循環(huán)酸分別由干燥一吸二吸循環(huán)酸泵打入干燥一吸二吸酸冷卻器與循環(huán)冷卻水進行換熱冷卻后送入塔內(nèi)槽管式分酸器噴淋與氣體進行傳質(zhì)傳熱后流回循環(huán)酸槽 98％成品硫酸由成品酸泵經(jīng)成品酸冷卻器冷卻到 40℃后進入硫酸計量槽最后輸送到成品酸貯槽貯存 余熱回收系統(tǒng)方案的選擇 a 余熱回收系統(tǒng)設(shè)計原則 1 采用先進可靠的余熱 回收技術(shù)確保硫酸裝置長期連續(xù)穩(wěn)定運行 2 立足熱力系統(tǒng)國產(chǎn)化精心設(shè)計合理選材用最少的投資獲取盡可能大的熱回收效果 3 積極采用先進成熟的技術(shù)成果如焚硫爐后設(shè)置火管鍋爐轉(zhuǎn)化一段五段設(shè)置高低溫過熱器產(chǎn) 382MPa 過熱蒸汽推動透平主鼓風(fēng)機乏汽供熔硫磷酸生活等使用 b 余熱回收系統(tǒng)選擇 1 蒸汽系統(tǒng)參數(shù) 按我國蒸汽鍋爐和汽輪發(fā)電機組系列選用蒸汽參數(shù)如下 鍋爐汽包操作壓力 382MPa 飽和溫度為 245℃ 中壓過熱蒸汽 382MPa 450℃ 2 余熱回收系統(tǒng)組成 裝置中的各臺余熱回收設(shè)備串成一個熱力系統(tǒng)生產(chǎn)中壓過 熱蒸汽熱力系統(tǒng)由熱管省煤器 2臺火管鍋爐 1臺蒸汽過熱器 2臺組成三類設(shè)備在工藝系統(tǒng)中配置方式的不同組成不同的余熱回收系統(tǒng)常用系統(tǒng)見下表 序號 設(shè)備設(shè)置位置 方案 1 方案 2 備注 1 余熱回收系統(tǒng)設(shè)備臺數(shù) 5 6 2 設(shè)備設(shè)置 21 焚硫爐后設(shè)置 火管鍋爐 火管鍋爐 22 一段出口設(shè)置 過熱器 2 過熱器 23 三段出口設(shè)置 1 省煤器 空氣預(yù)熱器 24 四段出口設(shè)置 2 省煤器 1 省煤器 25 五段出口設(shè)置 低壓鍋爐 1 過熱器 2 省煤器 3 方案簡稱 2 鍋 1 過 2 省 1 鍋 2 省 2 過 1 空 兩種方案都能達(dá)到預(yù)期效果但考慮到在開車時減少升溫柴油用量考慮使用空氣預(yù)熱器同時也為了避免一吸塔進口低溫段 SO3氣體的低溫露點腐蝕本設(shè)計推薦方案 2預(yù)期產(chǎn)汽率 12tt 酸產(chǎn)汽量 374t 時產(chǎn)汽壓力 382MPa 450℃ 3 熱力系統(tǒng)流程 經(jīng)除氧的合格鍋爐給水脫鹽水送來本裝置后經(jīng) 1省煤器加熱到約 170℃左右進入 2 省煤器進一步加熱到 210℃再進入中壓火管鍋爐鍋爐產(chǎn)生的 382MPa245℃飽和蒸汽依次經(jīng)過 1 過熱器→ 2 過熱器加熱到額定的 450℃后送去驅(qū)動蒸汽透平主風(fēng)機蒸汽透平風(fēng)機采用背壓式將 343MPa435℃蒸汽經(jīng)透平 后背壓為 068MPa 送往全廠蒸汽管網(wǎng)供熔化硫磺磷酸工段及生活取暖使用 c 熱力系統(tǒng)技術(shù)特點 1 用最少的投資獲取盡可能大的熱回收效果 硫磺制酸裝置的余熱回收應(yīng)包括高溫中溫和低溫三部分余熱其中高溫和中溫余熱回收技術(shù)成熟設(shè)備可靠熱能回收已大于 65％有效能回收率大于 95％若回收低溫?zé)崮苄柙O(shè)置 HRS系統(tǒng)須增加投資 2500～ 3000萬元 t酸考慮到減少建設(shè)投資本項目不上 HRS 系統(tǒng) 2 余熱回收系統(tǒng)主體設(shè)備 100％國產(chǎn)化 硫磺制酸裝置余熱回收系統(tǒng)的主體設(shè)備中壓火管鍋爐翅片管過熱器和水平夾套式熱管省煤器熱管空氣預(yù)熱器 都已在許多生產(chǎn)裝置中得到應(yīng)用 3 熱力系統(tǒng)流程見附圖 原材料輔助材料和動力消耗定額 序號 名稱及規(guī)格 單位 消耗定額 噸酸單耗 小時 每年 備注 一 原材料及動力消耗 1 硫磺 S≥ 995％ t 0332 10375 噸 83 萬噸 2 工藝水 m3 020 624 m3 5 萬 3 循環(huán)水 m3 76 2371m3 1897萬 4 脫鹽水 m3 135 4212m3 3375 萬 5 電 KWh 23 7176度 575 萬 上透平風(fēng)機 6 蒸汽 06MPa 飽和 t 022 687 噸 55 萬噸 熔化硫磺用 7 釩觸媒 kg 007 2184 kg 175 噸 正常消耗 8 柴油 kg 022 687kg 55 噸 升溫用 9 儀表空氣 Nm3 2 63 Nm3 50 萬 氣動儀表用 10 硅藻土 kg 011 343 kg 275 噸 液硫過濾用 11 石灰 kg 013 406 kg 325 噸 中和硫磺 酸度 二 副產(chǎn)品 1 蒸汽 06MPa t 12 3744 噸 30 萬噸 2 硫磺渣 t 000627 01956 噸 1568 噸 44 全廠主要物料平衡 45 自控技術(shù)方案 水平 一般而言生產(chǎn)過程連續(xù)性強或者工藝操控要求較高的裝置的控制系統(tǒng)選用技術(shù)先進操控可靠而且易于操作和維護的分散型控制系統(tǒng)簡稱 DCS 次要裝置或者工藝技術(shù)要求不高的裝置可以根據(jù)實際情況選用小型分散型控制系統(tǒng) DCS 或者計算機監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡稱 SCADA可編程邏輯控制系統(tǒng)簡稱 PLC工藝流程和設(shè)備布置較為分散且操控性和連續(xù)性不強的生產(chǎn)裝置采用一般模擬儀表和就地儀表實現(xiàn)過程控制 本項目硫酸主裝置采用 DCS 控制系統(tǒng) 化學(xué)水站采用 PLC 控制系統(tǒng) 儀表空壓站循環(huán)水站等輔助配套裝置采用模擬儀表控制系統(tǒng) 自動化系統(tǒng)設(shè)置原則 1DCS 和 PLC 控制系統(tǒng) 采用的 DCS控制系統(tǒng)和 PLC控制系統(tǒng)基本集合回路控制顯示記錄邏輯等各項功能并具有報警管理數(shù)據(jù)歷史趨勢數(shù)據(jù)實時記錄動態(tài)流程畫面數(shù)據(jù)報表等功能系統(tǒng)的控制通訊和電源部分應(yīng)該具有教好的冗余性較高的可靠性采集的過程信號制式為 4～ 20 mA DC 標(biāo)準(zhǔn)信號或者總線數(shù)字信號標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量信號操作信號為4～ 20 mA DC 標(biāo)準(zhǔn)信號或者總線數(shù)字信號標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量信號控制系統(tǒng)應(yīng)具有較好的可擴張性升級性并部分采用國際標(biāo)準(zhǔn)總線控制系統(tǒng)的人機接口界面應(yīng)有良好的操作環(huán)境易于操控和管理系統(tǒng)網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)不少兩級并應(yīng)有解決接入全廠綜合信息網(wǎng)絡(luò)或者工業(yè)以太網(wǎng)的能力和關(guān)口對 DCS 和 PLC 設(shè)置的最基本要求為控制器 11冗余電源和通訊網(wǎng)絡(luò) 11 冗余系統(tǒng)在硬件發(fā)生故障時仍能繼續(xù)正常工作控制系統(tǒng)按控制要求分可以很靈活的組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) DAS模擬量調(diào)節(jié)系統(tǒng) MCS順序控制系統(tǒng) SCS 三大子系統(tǒng)或者集成于整個系統(tǒng)中 2 模擬儀表控制系統(tǒng) 簡單的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)采用模擬儀表來完成簡單的過程控制和檢測要求控制器使用單回路數(shù)字控制儀其他顯示和記錄的儀表使用數(shù)字顯示儀無紙記錄儀等常規(guī)儀表 征和儀表選型 25 萬噸 年硫磺制酸技改工程建設(shè)項目所處的環(huán)境和條件各自不同工藝介質(zhì)腐蝕性強對過程中設(shè)備和管道的密閉要求較高部分的物質(zhì)泄漏對人體有較強的刺激和毒害作用硫酸余熱利用系統(tǒng)的汽水系統(tǒng)大部為高溫高壓儀表選型一般按 HGT205072020《自動化儀表選型規(guī)定》執(zhí)行 1 儀表的防護和防爆 1 現(xiàn)場一次儀表根據(jù)現(xiàn)場情況分別采用防腐型防水型等防護類型根據(jù)工藝介質(zhì)情況儀表材質(zhì)選用了鉭哈氏合金蒙乃爾合金等貴重金屬以滿足抗腐蝕性能的要求 2 所有現(xiàn)場安裝的儀表是全天候型的可以滿足現(xiàn)場使用環(huán)境和氣候條件并符合相應(yīng)防護等級的要求 3 安裝在火 災(zāi)和爆炸危險場合的儀表設(shè)備符合危險區(qū)域等級劃分的要求 4 儀表防電磁干擾措施采用帶屏蔽層的雙絞型計算機專用電纜或者屏蔽電纜并可靠接地各類現(xiàn)場儀表的防護等級最低為 IP54 重要的精密儀表安裝于儀表保護箱內(nèi)防止日曬和腐蝕 2 主要儀表的選型 1 溫度儀表 就地溫度檢測選用雙金屬溫度計集中溫度檢測一般選用一體化溫度變送器Pt100 熱電阻鎳鉻－銅鎳熱電偶溫度開關(guān)等就地溫度調(diào)節(jié)選用自力式溫度調(diào)節(jié)閥 2 壓力儀表 就地壓力檢測一般選用不銹鋼壓力表有脈動的場合選用耐震壓力表有腐蝕粘稠結(jié)晶的場所選用隔膜壓力表或隔膜耐震壓力表集 中的壓力檢測點選用智能壓力變送器重要壓力報警聯(lián)鎖點選用壓力開關(guān)一般報警選用電接點壓力表就地壓力調(diào)節(jié)選用自力式壓力調(diào)節(jié)閥 3 流量儀表 流量就地檢測小口徑一般選用金屬管轉(zhuǎn)子流量計大口徑選用橢圓齒輪流量計或流量開關(guān)簡單場合可選用水表 集中流量檢測優(yōu)先選用節(jié)流裝置和智能差壓變送器對精度要求較高的選用橢圓齒輪流量計渦輪流量計等 根據(jù)工藝介質(zhì)條件還選用電磁流量計稱重裝置等 4 物位儀表 就地液位計一般采用玻璃管玻璃板液位計或磁式液位計 需要集中檢測的液位點一般采用智能液位變送器和差壓變送器遠(yuǎn)傳磁式液位計超聲波料位計雷達(dá)料 位計磁致伸縮液位計等超聲波液位計等液位開關(guān)一般選用浮子或電容式特殊的場合也可選用吹氣或沖洗法測液位 5 分析儀表 采用工業(yè)在線式水質(zhì)分析儀如 PH 計電導(dǎo)率測量儀酸堿濃度分析儀在線式紫外 SO2 分析儀 6 執(zhí)行器 一般調(diào)節(jié)閥采用氣動執(zhí)行機構(gòu)配電氣閥門定位器和空氣過濾減壓閥一般選用柱塞式單座套筒調(diào)節(jié)閥偏芯旋轉(zhuǎn)閥蝶閥球閥旋塞閥等二位控制閥選用氣動執(zhí)行機構(gòu)一般采用 O 型球閥當(dāng)口徑≥ DN50mm 時可選用蝶閥配有電磁閥空氣過濾減壓閥和限位開關(guān)等就地調(diào)節(jié)分別選用自力式壓力調(diào)節(jié)閥自力式溫度調(diào)節(jié)閥硫酸裝置轉(zhuǎn)化工段的大口緊氣路調(diào)節(jié)力矩要 求較大執(zhí)行機構(gòu)采用角行程電動執(zhí)行機構(gòu)來驅(qū)動原則上所有調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)都配備有閥門定位和保護裝置控制閥配有先導(dǎo)機構(gòu)和限位開關(guān)用于安全聯(lián)鎖的控制閥的執(zhí)行機構(gòu)在氣源故障時可使閥門處于安全位置 動力供應(yīng) 1 儀表用壓縮空氣 根據(jù)各裝置儀表用氣量計算本設(shè)計經(jīng)計算須用 100NmЗ h 最大用量儀用壓縮空氣考慮上兩臺每臺 3 NmЗ min 的螺桿式空壓機一開一備 氣源要求 壓力 06～ 07MPa 表壓 溫度 30℃ 露點氣源在操作壓力下比環(huán)境溫度低 10℃ 含塵量凈化后氣體含塵粒直徑小于 3μ m 含塵量小于 1mgmЗ 含油 量干燥凈化后的氣體含油量小于 3ppm 儀表用氣量表 用氣裝置 用氣量 NmЗ h 備用時間分 備 注 硫磺制酸裝置 70 30 化學(xué)水站 20 間斷 30 其他裝置 10 30 合 計 100 2 儀表用電源 按各裝置控制室的設(shè)置和控制系統(tǒng)的要求儀表用電原則上是由電氣專業(yè)送至各控制室的控制柜的儀表用電總開關(guān)電氣專業(yè)從低壓配電盤的專用開關(guān)接出所有儀表電源按重要負(fù)荷考慮電源應(yīng)是雙回路自動切換的獨立供電回路控制室內(nèi)設(shè)有專用的儀表用電分配開關(guān)由分開關(guān)引出送至各用電單元如 UPSCRT 打印機電動 閥控制儀表等總開關(guān)和分開關(guān)設(shè)有過流短路等保護措施 儀表用電輸入按 380V 50Hz 或者 220V 50Hz 設(shè)計 主要儀表用電量表 用 戶 輸入電壓等級 容 量 電源要求 備 注 硫磺制酸主控制室 380V 6KVA 重要負(fù)荷 化學(xué)水站控制室 380V 4KVA 重要負(fù)荷 其他 ～ ～ 按具體要求 儀表用電的可靠性保證儀表用電設(shè)計按重要負(fù)荷考慮為保證電源不畸變和受到電磁干擾在電源進線加設(shè)防雷擊和抗浪涌裝置所有用電開關(guān)均有過流過負(fù)載短路保護 46 主要設(shè)備的選擇 主要定型設(shè)備的選 擇 1 液體硫磺泵 在生產(chǎn)裝置中液體硫磺輸送擬選用屏蔽泵液體硫磺輸送時液硫溫度在135℃左右采用屏蔽泵型式避免了主軸密封滲油現(xiàn)象泵體夾套蒸汽加熱配有耐高溫絕緣線繞制的耐腐蝕的哈氏合金轉(zhuǎn)子并備有軸承易損報警器泵內(nèi)自動溫度裝置結(jié)構(gòu)緊湊使用壽命長 2 液體硫磺過濾器 采用臥式葉片液體硫磺過濾器液體硫磺加入硅藻土送入臥式葉片過濾器在葉片過濾網(wǎng)面上結(jié)成硅藻土濾餅層經(jīng)過濾后的合格液體硫磺在葉片框架內(nèi)流動經(jīng)匯總后輸出當(dāng)定期清理硅藻土濾餅層時設(shè)備端頂蓋自動液壓開放葉片框架自動液壓移出設(shè)備外進行清理硅藻土硫磺塵濾餅清理完 畢自動放進設(shè)備和頂蓋關(guān)閉該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊過濾效果好 3 硫酸泵 國內(nèi)已有生產(chǎn)泵的流量 400m3h38m硫酸柱電機功率 110KW9899℃高溫濃硫酸循環(huán)泵泵體采用合金球墨鑄鐵 4 酸冷卻器 由于采用高溫吸收技術(shù)一吸塔出塔酸溫較高因此采用帶陽極保護管殼式酸冷卻器目前國內(nèi) 80萬噸年 60萬噸年 40萬噸年 30萬噸年大型硫磺制酸裝置均采用此種酸冷器操作可靠冷卻效果好 主要非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計 1 快速熔硫槽