2007年4月第2期王擁軍等:Va換熱器的改造實踐47Va換熱器的改造實踐王擁軍劉合全(河南豫光金鉛股份有限公司,河南濟源454650)摘要]分析了制酸系統(tǒng)Va換熱器腐蝕的原因,從工藝和設備兩方面入手解決其腐蝕問題,介紹了采取的措施及效果。關鍵詞]冶煉煙氣制酸;硫酸;轉化工序;換熱器;腐蝕;設備改造中圖分類號]TQ111文獻標識碼]B[文章編號]1672-6103(2007)02-0047-030前言豫光金鉛股份有限公司四期擴改項目氧氣底電爐吹熔煉—鼓風爐還原煉鉛及雙轉雙吸制酸系統(tǒng)于2002年8月18日正式投入生產,其具有污染小、自動化程度高、生產成本低、綜合回收效益好等特點839達到了國際同行業(yè)的技術水平。煙氣制酸系統(tǒng)采用“3+2”雙轉雙吸工藝,年產硫酸70萬t。氣體換熱器采用碟-環(huán)式高效換熱器,換熱器效果良好,阻力低。但在實際生產過程中,由于設備選型及凈化指標控制等方面的問題,換熱器88588833腐蝕嚴重,造成最終轉化率下降,影響了整個底吹爐系統(tǒng)的正常生產。公司針對Va換熱器腐蝕的原因,制定了技改方案,在大修期間對其進行改造,取得了良好效果。風機出口去二吸1Va換熱器的基本情況圖1轉化工序流程圖11Va換熱器的基本參數(shù)12Va換熱器的運行狀況轉化工序流程圖見圖1。從圖1可以看出,Ⅴ制酸系統(tǒng)2002年6月投入試生產,至2005年換熱器位于風機出口,其設計參數(shù)為冷側煙氣(SO2)3月底共運行34個月,期間在Ⅴa換熱器出口實測入口溫度55℃,出口溫度-170℃,熱側氣體(SO)的二氧化硫轉化率見表1口溫度~200℃,出口溫度150℃。表1系統(tǒng)二氧化硫轉化率Va換熱器的換熱面積為426m2,d2720mmH=2003年11200mm;換熱管為d48mm×3.5mm,L=7000mm,指標單位6月8月10月12月1月2月3月材質為滲鋁碳鋼,共408根,均布于8個同心圓上,設備總重28533kg轉化率0 0nn0976997399639934尾氣中國煤化工CNMHG作者簡介]王擁軍(1969—),男,河南濟源人,豫光金鉛股份有限從表1中可以看出,2003年6月以后二氧化硫公司熔煉三廠廠長,從事氧氣底吹熔煉一鼓風爐還原及制酸系統(tǒng)的轉化率開始下降,尾氣中二氧化硫含量升高。分析生產管理工作。[收稿日期]200609-09此現(xiàn)象,初步認為可能是催化劑活性降低或換熱器中國有色泊食□設備及自動化列管漏氣,但是在依次對轉化各段及Va換熱器進出口二氧化硫轉化率測試后發(fā)現(xiàn),在Va換熱器出表2凈化工序出口煙氣實測值g/m3口處所檢測的二氧化硫轉化率比其進口處低,確認2003年004年Va換熱器列管發(fā)生了泄漏。9月工藝要求va換熱器是雙轉雙吸裝置中一次轉化的入口含塵003600304104300502和二次轉化的出口,列管泄漏使部分二氧化硫未經水份005轉化直接從尾氣中排出,造成二氧化硫排放濃度偏酸霧0.0200002001001876001953002104<0005高,不僅對環(huán)境造成一定程度的污染,還減少了硫酸產量,直接影響企業(yè)的經濟效益。份均超過了工藝要求值。酸泥和酸沫被夾帶至Ⅴa13Va換熱器的腐蝕情況換熱器沉積在下管板上,長期運行引起滲鋁管腐蝕。2004年3月,對Va換熱器進行檢查,發(fā)現(xiàn)下管原設計中雖然估計到Va換熱器的腐蝕危險但在材板沉積了50~80mm厚的酸泥,上部疏松,底部堅硬,料選擇上沒有給予足夠的重視因此造成了設備腐蝕滲鋁管有16根腐蝕滲漏,滲漏點均分布在距下管板約50mm范圍內。至2004年10月10日,已有49根3Va換熱器的改造實踐列管漏氣(其分布見圖2),2005年3月底大修檢查31改造措施時發(fā)現(xiàn)有150根列管腐蝕漏氣,其它列管有不同程公司從優(yōu)化凈化指標和改造va換熱器兩個方度的腐蝕。面入手,解決Va換熱器腐蝕問題。311優(yōu)化凈化指標(1)增加一臺無填料冷卻塔,降低出填料塔凈化煙氣的溫度。工藝要求填料塔出口氣溫不超過38℃,正常情況下應在35℃左右,而實際的煙氣溫度均超過38℃,最高達42℃,全年平均39℃。降低煙氣溫度有兩種辦法:一是加大板式換熱器的換熱入孔面積提高換熱能力;二是增加循環(huán)水量。經過分析比較,最終增加了一臺400m/h無填料冷卻塔,以降低出填料塔凈化煙氣的溫度(2)清洗管式分酸器分酸孔,增加小瓷球環(huán)厚度,減少酸沫飛濺。1-第一層腐蝕26根;2-第二層腐蝕12根;3-第三層腐蝕9(3)增加一臺絲網(wǎng)除沫塔,捕獲酸泥和酸沫。根;4-第四層腐蝕22根·為檢查發(fā)現(xiàn)的腐蝕列管為了減少進入轉化工序煙氣中塵與酸沫的夾帶量,圖2Va換熱器腐蝕列管分布圖借鑒干吸塔頂部抽屜式絲網(wǎng)除沫器原理,在SO2風為了確保尾氣達標排放,采取了臨時措施,即機出處增加一臺絲網(wǎng)除沫塔,進一步捕獲酸泥和用錐形金屬塞子將漏氣列管兩端封堵維持轉化率酸沫。為了不影響整個系統(tǒng)的氣流參數(shù),同時提高酸不低于99.7%,但隨著列管封堵數(shù)量的增多,氣體通沫捕獲率,將絲網(wǎng)除沫器面積減少2.16m3,另外將過率降低,換熱效率下降,嚴重影響了系統(tǒng)的正常氣流方向設計為下進上出,便于冷凝酸的收集與潛運仃。理3.1.2改造Va換熱器2Va換熱器腐蝕原因分析為了對Ⅴa換熱器徹底維修,同時保證換熱面公司召集專業(yè)技術人員對Va換熱器腐蝕原因積不變,制定了詳細的維修方案:采用專用和自制進行分析,認為主要有兩個:一是凈化工序凈化效工具中國煤化工刈管、校正對接列管果差導致風機出口煙氣雜質超標;二是Va換熱器同心CNMH焊縫進行切割,使換熱列管被嚴重腐蝕。表2是凈化工序實測數(shù)據(jù)。其與氣室隔板分離,然后在下氣室將列管下端部分從表2可以看出,凈化工序出口煙氣含塵和水截取,更換為耐酸不銹鋼管,對接完成后再與氣室7年4月第2期王擁軍等;Va換熱器的改造實踐隔板焊接密封,整個過程的焊接均選用耐腐蝕不銹控制低于38℃,雖然凈化煙氣部分指標仍超過工藝鋼焊條。這樣來自凈化的煙氣,首先接觸的仍然是要求但比改造前有明顯好轉對后序生產的影響已滲鋁管,而酸泥則沉積在耐酸不銹鋼制造的下管板降到最低效果明顯上,確保換熱列管不被酸泥腐蝕而導致中氣,同時硫酸系統(tǒng)大修后,運行穩(wěn)定,Va換熱器換熱效延長了Ⅴa換熱器的使用壽命。果良好,運行18個月后,檢查Ⅴa換熱器更換改造于2005年4月開始全部大修任務(共408的列管無明顯腐蝕痕跡,徹底解決了二氧化硫和根換熱列管)30天完成,2005年5月6日系統(tǒng)投入三氧化硫的串氣問題,有效保障了最終轉化生產運行率,使尾氣中二氧化硫排放濃度大大低于國家32改造效果排放標準,改造后在原檢測點檢測的數(shù)據(jù)見經過一系列改造后,進人干燥塔煙氣的溫度可表3、表4表3改造后系統(tǒng)二氧化硫轉化率2005年2006年指標單位7月11月1月轉化率8199769983997899.7999.8099.829985尾氣p0表4改造后凈化工序出口煙氣實測值2005年指標2004年11月一工藝要求3月月9月11月1月3月5月7月9月00130009001100150012001600110.00800130.0080.013<0.002水份005600450.064007000420050007200590.04800420.0600.055<0.05酸霧000160.00320.0023000340.00160.00120.0026000380.00180.0020000150022<0005Va換熱器的成功改造為公司節(jié)省了設備購置4結語費二十余萬元,同時有效延長了Ⅴa換熱器的使用壽實踐表明,此次鉛冶煉制酸系統(tǒng)的優(yōu)化改造切命大大降低了制酸系統(tǒng)因Va換熱器腐蝕漏氣造成實可行,方法經濟實用效果明顯。既提高了產能,又的停機次數(shù)提高了鉛酸系統(tǒng)運行率,確保了粗鉛減少了環(huán)境污染,保證了整個系統(tǒng)經濟穩(wěn)定地運行。和硫酸產量。該優(yōu)化改造的措施2005年3月成功用于公司的第二套氧氣底吹爐煙氣制酸系統(tǒng)同樣取得了顯著效果Modification and practice for va type heat exchangerWANG Yong-jun, LIU He-quanAbstract: This paper analyses the corrosive cause for Va type heat exchanger, solve the corrosive problem fromtwo aspects to technical process and equipments, introduce the scheme of modification to the equipmentsKey words: acid making with smelting gas; sulphuric acid; converting working procedure; heat exchanger;corrosion; equipment modification鄭重聲明中國煤化工CNMHG《中國有色冶金》期刊從未與社會上任何機構和個人開展作安北雙節(jié)刀寺業(yè)如遇疑問之處請即刻與《中國有色冶金》編輯部聯(lián)系,電話:01063936594。