Va换热器的改造实践

2007年4月第2期王拥军等:Va换热器的改造实践47Va换热器的改造实践王拥军刘合全(河南豫光金铅股份有限公司,河南济源454650)摘要]分析了制酸系统Va换热器腐蚀的原因,从工艺和设备两方面入手解决其腐蚀问题,介紹了采取的措施及效果。关键词]冶炼烟气制酸;硫酸;转化工序;换热器;腐蚀;设备改造中图分类号]TQ111文献标识码]B[文章编号]1672-6103(2007)02-0047-030前言豫光金铅股份有限公司四期扩改项目氧气底电炉吹熔炼—鼓风炉还原炼铅及双转双吸制酸系统于2002年8月18日正式投入生产,其具有污染小、自动化程度高、生产成本低、综合回收效益好等特点839达到了国际同行业的技术水平。烟气制酸系统采用“3+2”双转双吸工艺,年产硫酸70万t。气体换热器采用碟-环式高效换热器,换热器效果良好,阻力低。但在实际生产过程中,由于设备选型及净化指标控制等方面的问题,换热器88588833腐蚀严重,造成最终转化率下降,影响了整个底吹炉系统的正常生产。公司针对Va换热器腐蚀的原因,制定了技改方案,在大修期间对其进行改造,取得了良好效果。风机出口去二吸1Va换热器的基本情况图1转化工序流程图11Va换热器的基本参数12Va换热器的运行状况转化工序流程图见图1。从图1可以看出,Ⅴ制酸系统2002年6月投入试生产,至2005年换热器位于风机出口,其设计参数为冷侧烟气(SO2)3月底共运行34个月,期间在Ⅴa换热器出口实测入口温度55℃,出口温度-170℃,热侧气体(SO)的二氧化硫转化率见表1口温度~200℃,出口温度150℃。表1系统二氧化硫转化率Va换热器的换热面积为426m2,d2720mmH=2003年11200mm;换热管为d48mm×3.5mm,L=7000mm,指标单位6月8月10月12月1月2月3月材质为渗铝碳钢,共408根,均布于8个同心圆上,设备总重28533kg转化率0 0nn0976997399639934尾气中国煤化工CNMHG作者简介]王拥军(1969—),男,河南济源人,豫光金铅股份有限从表1中可以看出,2003年6月以后二氧化硫公司熔炼三厂厂长,从事氧气底吹熔炼一鼓风炉还原及制酸系统的转化率开始下降,尾气中二氧化硫含量升高。分析生产管理工作。[收稿日期]200609-09此现象,初步认为可能是催化剂活性降低或换热器中国有色泊食□设备及自动化列管漏气,但是在依次对转化各段及Va换热器进出口二氧化硫转化率测试后发现,在Va换热器出表2净化工序出口烟气实测值g/m3口处所检测的二氧化硫转化率比其进口处低,确认2003年004年Va换热器列管发生了泄漏。9月工艺要求va换热器是双转双吸装置中一次转化的入口含尘003600304104300502和二次转化的出口,列管泄漏使部分二氧化硫未经水份005转化直接从尾气中排出,造成二氧化硫排放浓度偏酸雾0.0200002001001876001953002104<0005高,不仅对环境造成一定程度的污染,还减少了硫酸产量,直接影响企业的经济效益。份均超过了工艺要求值。酸泥和酸沫被夹带至Ⅴa13Va换热器的腐蚀情况换热器沉积在下管板上,长期运行引起渗铝管腐蚀。2004年3月,对Va换热器进行检查,发现下管原设计中虽然估计到Va换热器的腐蚀危险但在材板沉积了50~80mm厚的酸泥,上部疏松,底部坚硬,料选择上没有给予足够的重视因此造成了设备腐蚀渗铝管有16根腐蚀渗漏,渗漏点均分布在距下管板约50mm范围内。至2004年10月10日,已有49根3Va换热器的改造实践列管漏气(其分布见图2),2005年3月底大修检查31改造措施时发现有150根列管腐蚀漏气,其它列管有不同程公司从优化净化指标和改造va换热器两个方度的腐蚀。面入手,解决Va换热器腐蚀问题。311优化净化指标(1)增加一台无填料冷却塔,降低出填料塔净化烟气的温度。工艺要求填料塔出口气温不超过38℃,正常情况下应在35℃左右,而实际的烟气温度均超过38℃,最高达42℃,全年平均39℃。降低烟气温度有两种办法:一是加大板式换热器的换热入孔面积提高换热能力;二是增加循环水量。经过分析比较,最终增加了一台400m/h无填料冷却塔,以降低出填料塔净化烟气的温度(2)清洗管式分酸器分酸孔,增加小瓷球环厚度,减少酸沫飞溅。1-第一层腐蚀26根;2-第二层腐蚀12根;3-第三层腐蚀9(3)增加一台丝网除沫塔,捕获酸泥和酸沫。根;4-第四层腐蚀22根·为检查发现的腐蚀列管为了减少进入转化工序烟气中尘与酸沫的夹带量,图2Va换热器腐蚀列管分布图借鉴干吸塔顶部抽屉式丝网除沫器原理,在SO2风为了确保尾气达标排放,采取了临时措施,即机出处增加一台丝网除沫塔,进一步捕获酸泥和用锥形金属塞子将漏气列管两端封堵维持转化率酸沫。为了不影响整个系统的气流参数,同时提高酸不低于99.7%,但随着列管封堵数量的增多,气体通沫捕获率,将丝网除沫器面积减少2.16m3,另外将过率降低,换热效率下降,严重影响了系统的正常气流方向设计为下进上出,便于冷凝酸的收集与潜运仃。理3.1.2改造Va换热器2Va换热器腐蚀原因分析为了对Ⅴa换热器彻底维修,同时保证换热面公司召集专业技术人员对Va换热器腐蚀原因积不变,制定了详细的维修方案:采用专用和自制进行分析,认为主要有两个:一是净化工序净化效工具中国煤化工刈管、校正对接列管果差导致风机出口烟气杂质超标;二是Va换热器同心CNMH焊缝进行切割,使换热列管被严重腐蚀。表2是净化工序实测数据。其与气室隔板分离,然后在下气室将列管下端部分从表2可以看出,净化工序出口烟气含尘和水截取,更换为耐酸不锈钢管,对接完成后再与气室7年4月第2期王拥军等;Va换热器的改造实践隔板焊接密封,整个过程的焊接均选用耐腐蚀不锈控制低于38℃,虽然净化烟气部分指标仍超过工艺钢焊条。这样来自净化的烟气,首先接触的仍然是要求但比改造前有明显好转对后序生产的影响已渗铝管,而酸泥则沉积在耐酸不锈钢制造的下管板降到最低效果明显上,确保换热列管不被酸泥腐蚀而导致中气,同时硫酸系统大修后,运行稳定,Va换热器换热效延长了Ⅴa换热器的使用寿命。果良好,运行18个月后,检查Ⅴa换热器更换改造于2005年4月开始全部大修任务(共408的列管无明显腐蚀痕迹,彻底解决了二氧化硫和根换热列管)30天完成,2005年5月6日系统投入三氧化硫的串气问题,有效保障了最终转化生产运行率,使尾气中二氧化硫排放浓度大大低于国家32改造效果排放标准,改造后在原检测点检测的数据见经过一系列改造后,进人干燥塔烟气的温度可表3、表4表3改造后系统二氧化硫转化率2005年2006年指标单位7月11月1月转化率8199769983997899.7999.8099.829985尾气p0表4改造后净化工序出口烟气实测值2005年指标2004年11月一工艺要求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酸雾000160.00320.0023000340.00160.00120.0026000380.00180.0020000150022<0005Va换热器的成功改造为公司节省了设备购置4结语费二十余万元,同时有效延长了Ⅴa换热器的使用寿实践表明,此次铅冶炼制酸系统的优化改造切命大大降低了制酸系统因Va换热器腐蚀漏气造成实可行,方法经济实用效果明显。既提高了产能,又的停机次数提高了铅酸系统运行率,确保了粗铅减少了环境污染,保证了整个系统经济稳定地运行。和硫酸产量。该优化改造的措施2005年3月成功用于公司的第二套氧气底吹炉烟气制酸系统同样取得了显著效果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郑重声明中国煤化工CNMHG《中国有色冶金》期刊从未与社会上任何机构和个人开展作安北双节刀寺业如遇疑问之处请即刻与《中国有色冶金》编辑部联系,电话:01063936594。