精硫泵在运行过程中无法输送液硫原因分析
前言
硫磺是一种浅黄色晶体,熔点在112.8-119.3℃,物理性质较为特殊,其粘度大小随着温度变化而变化。如下图,固体硫初熔时,粘度随温度升高而下降,液体硫磺,在小于159℃时,仍为环状,当温度大于159℃后开裂成链状S8分子,粘度随温度升高而急剧增大,在190℃时,达极大值93Pa.S;大于190℃后,粘度又随着温度升高而下降。当温度小于120℃时有可能凝固为固体硫磺,在150℃到190℃时,粘度急剧上升至极大值,随着继续升温会逐渐下降。所以当液体硫磺温度>158℃时,因其粘度过大,会导致精硫泵无法正常使用。
1.故障现象
硫磺制酸装置在负荷调节的过程中,时常出现磺枪流量降低或者无液硫输送的情况,导致连续生产被中断,装置被迫停车。但往往在停车检查精硫泵、输磺管线、磺枪时并没有发现异常情况,再次启动精硫泵却一切正常。
2.原因分析
精硫泵在小流量工况下运转,泵供给的扬程较大,而泵的效率却较低,泵内能源损失较大,泵内液硫流体几乎在做绝热压缩,除去液硫在泵中获得的一定能量,其余的能量都转化为热能,传递给泵内的液硫,当泵输送的液硫较少,不能及时的将热量带走,就会导致液硫的温度升高。由于精硫槽的正常生产温度维持在135~145℃,当输送的液硫被加热到160℃后,液硫的粘度会快速升高,导致液硫无法在管道内流动,无法向磺枪输送液硫。
3.解决办法
泵的输出功率大于液硫带走泵输出功率,泵多余的输出功率被转化为热量传递到液硫中,把液硫加热到高于160℃,液硫粘度快速上升,从而影响液硫在管道内流动。因此在调整负荷时需要按照规范操作顺序,避免液硫在泵内出现被加热情况。
提升负荷
(精硫泵为变频泵)检查磺管上手动阀是否处于节流状态,如果是,先把手动阀开度增加,降低磺管运行压力,缓慢提升精硫泵变频达到预定负荷流量。当出现磺管压力高,液硫流量偏小时,需要再次开大手动阀,或者检查磺枪是否存在堵塞等问题,排除后可再次增加变频达到预定值。
(精硫泵为工频泵)检查磺管上手动阀是否处于节流状态,如果是,先把手动阀开度增加,降低磺管运行压力,缓慢关小或者关闭回流阀达到预定负荷流量。当关小回流阀磺管压力变高,液硫流量偏小时,需要检查磺枪是否存在堵塞,或液硫温度是否升高。
降低负荷
(精硫泵为变频泵)当需要减少磺枪使用数量来达到降低负荷目的时,需要先降低变频,但磺管压力要维持在磺枪雾化最低压力之上后,方可关闭现场磺枪进口阀,达到降低的目标。如果先关闭磺枪进口阀,再降低变频,就会引发泵内液硫过热,无法输送液硫。
(精硫泵为工频泵)当需要减少磺枪使用数量来达到降低负荷目的时,需要用回流阀来控制磺管压力,保证磺枪关闭后泵输送出的流量是在泵允许的最小流量以上,方可关闭磺枪进口阀。
注意事项
精硫泵在选型时要根据装置产能的最大喷磺量、磺枪的流量调节比、雾化最小压力和最高压力参数选择,根据精硫泵扬程和流量,计算出泵的轴功率并匹配相应的电机。由于泵在运行过程中效率会有所下降,可在计算的轴功率上放大20~50%,切莫放大1.5~2倍轴功率,当放大太多,泵的最小流量将超过磺枪使用流量,就会出现泵内液硫温度上升。在操作规程内应体现精硫泵最小工作流量、磺枪工作流量、压力范围。