液環(huán)式真空泵系統(tǒng)問題和解決方法

鐘菊玫，廖家熠

（廣西柳化氯堿有限公司，廣西柳州545600）

液環(huán)式真空泵系統(tǒng)問題和解決方法

鐘菊玫，廖家熠

（廣西柳化氯堿有限公司，廣西柳州545600）

介紹了液環(huán)式真空泵（納氏泵）抽真空系統(tǒng)裝置在生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的問題和解決方法。利用DCS的優(yōu)點實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保真空泵抽真空系統(tǒng)裝置的穩(wěn)定運行，降低了操作人員的勞動強度，減少設(shè)備故障的發(fā)生率，保證了安全生產(chǎn)。

液環(huán)式真空泵（納氏泵）；自動調(diào)節(jié)；DCS

廣西柳化氯堿有限公司15萬t/a燒堿和8萬t/a液氯項目，配套2臺液環(huán)式真空泵所組成的液氯包裝廢氯氣抽真空系統(tǒng)。自2010年生產(chǎn)裝置開車以來，廢氯氣抽真空系統(tǒng)裝置故障多，運行不穩(wěn)定，影響系統(tǒng)安全生產(chǎn)，針對存在的問題進(jìn)行技術(shù)改造，利用DCS進(jìn)行自動調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，做到優(yōu)化操作，節(jié)能降耗，確保液環(huán)真空泵抽負(fù)裝置的安全穩(wěn)定運行。

1 液環(huán)式真空泵抽負(fù)系統(tǒng)流程

液環(huán)式真空泵系統(tǒng)流程示意圖見圖1，液氯包裝所產(chǎn)生的廢氯氣（主要由氯氣和空氣組成）進(jìn)入到真空罐，由液環(huán)式真空泵以98%（wt）濃硫酸為介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)抽吸，維持真空罐在30~40 kPa的真空度，確保液氯充裝鋼瓶操作順利進(jìn)行。從液環(huán)式真空泵出來的氣液混合物（主要由氯氣+空氣+濃硫酸組成）進(jìn)入到氣液分離器進(jìn)行氣液分離，從分離器出來的廢氯氣進(jìn)入到氯氣吸收塔，以濃度為18%（wt）左右NaOH溶液吸收氯氣，不凝性氣體（空氣）由風(fēng)機抽出來排空。從分離器出的濃硫酸因經(jīng)液環(huán)泵壓縮后溫度會升高，需移走熱量，濃硫酸經(jīng)過螺旋板式冷卻器以循環(huán)冷卻水冷卻后再進(jìn)入到真空泵進(jìn)口，不斷循環(huán)抽吸液氯包裝產(chǎn)生的廢氯氣。液氯包裝時廢氯氣中混入的空氣中含有水分，特別是南方天氣，空氣水分量大，水分隨混合氣和濃硫酸接觸后被濃硫酸吸收，致使?jié)饬蛩嶙兿?，所以要定期排放和更換濃硫酸，防止設(shè)備被腐蝕。當(dāng)硫酸濃度降到92%（wt）時，就要從高位槽加入98%（wt）濃硫酸進(jìn)行置換。

液環(huán)式真空泵系統(tǒng)裝置中從分離器出口到真空泵進(jìn)口回流管安裝有回流閥，是根據(jù)液氯充裝崗位操作性質(zhì)決定的。液氯充裝操作是斷斷續(xù)續(xù)的，送往液環(huán)真空泵系統(tǒng)廢氯氣量跟隨液氯充裝量變化而變化。而真空泵系統(tǒng)裝置是連續(xù)運行的，當(dāng)液氯充裝系統(tǒng)排放的廢氯氣減少或停止時，要求打開回流閥補充部分廢氯氣到真空泵入口，以維持濃硫酸循環(huán)和帶走熱量，確保真空罐真空度穩(wěn)定。

圖1 改造前液環(huán)式真空泵流程示意圖

2 液環(huán)真空泵系統(tǒng)裝置在運行中存在的問題

廢氯氣真空系統(tǒng)裝置自開車投入運行后，由于液氯充裝系統(tǒng)排放的廢氯氣量不穩(wěn)定，造成真空泵出口壓力波動大且頻繁，致使進(jìn)口真空罐的真空度無法保證，甚至失去真空度變?yōu)檎龎?，直接影響到液氯充裝崗位的液氯充裝鋼瓶操作，造成液氯包裝無法進(jìn)行，影響氯氣系統(tǒng)平穩(wěn)生產(chǎn)，嚴(yán)重時氯氣會泄漏到空氣中，造成環(huán)境污染和人員中毒事故。此外，因泵出口壓力過低致使循環(huán)硫酸斷酸無法移出熱量，真空泵泵殼、葉輪和機械密封因溫度過高腐蝕嚴(yán)重而頻繁損壞，使用壽命縮短，增加維修量和維修費用。

通過分析，廢氯氣真空泵系統(tǒng)裝置運行時發(fā)生循環(huán)硫酸中斷，導(dǎo)致系統(tǒng)失去真空度和發(fā)生機械故障。發(fā)現(xiàn)當(dāng)系統(tǒng)正常運行時，真空泵出口壓力即氣液分離器的壓力要保持大于或等于0.1 MPa，當(dāng)小于此值時硫酸容易失去循環(huán)發(fā)生中斷現(xiàn)象，而送往廢氯氣吸收塔管道為-2 kPa左右，在操作中要把氣液分離器出口閥關(guān)小，把分離器壓力提升0.1 MPa以上，以滿足真空泵系統(tǒng)運行時循環(huán)硫酸不發(fā)生中斷。由于液氯崗位充裝鋼瓶的操作是間隙排放廢氯氣，送往真空泵系統(tǒng)的廢氯氣也隨液氯充裝量的大小而變化，當(dāng)廢氯氣真空泵出口壓力降低，此時操作人員關(guān)小或關(guān)閉出口閥，以防止真空泵發(fā)生循環(huán)酸中斷；當(dāng)液氯崗位充裝量大時，真空泵出口壓力會升高，此時操作人員開大出口閥防止泵因超壓而損壞。真空泵出口壓力調(diào)節(jié)是由人工操作，增大了操作人員的強度，時常因崗位間協(xié)調(diào)問題和人工調(diào)節(jié)不及時造成真空泵出口壓力波動大，真空罐失去真空度，真空泵斷酸造成泵損壞事故。

3 液環(huán)真空泵系統(tǒng)裝置問題的解決

為了解決真空泵出口壓力因人工調(diào)節(jié)不及時，導(dǎo)致循環(huán)硫酸斷酸造成設(shè)備損壞影響系統(tǒng)生產(chǎn)或氯氣泄漏污染環(huán)境、人員中毒事故發(fā)生的問題。對真空泵系統(tǒng)進(jìn)行工藝改造，見圖2。在真空泵出口即氣液分離出口管安裝自動調(diào)節(jié)閥，和原來手動調(diào)節(jié)閥并聯(lián)，在氣液分離器安裝遠(yuǎn)傳壓力檢測裝置，利用DCS進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)操作，可設(shè)置調(diào)節(jié)閥根據(jù)氣液分離壓力調(diào)節(jié)開度，穩(wěn)定真空泵出口壓力在0.1 MPa，當(dāng)氣液分離器壓力低于設(shè)定值時（0.1MPa），DCS產(chǎn)生低報以提醒主控操作員通知現(xiàn)場操作工檢查真空泵系統(tǒng)運行情況，循環(huán)硫酸是否中斷，真空罐是否失去真空度等。提高液氯包裝充裝鋼瓶效率和系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷，防止氯氣泄漏到空氣中污染環(huán)境和人員中毒事故發(fā)生。

圖2 改造后液環(huán)式真空泵流程示意圖

4 結(jié)語

氯氣處理工序液環(huán)式真空泵抽真空系統(tǒng)裝置優(yōu)化改造后投入運行，自動調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏，真空泵進(jìn)口真空度和出口壓力很穩(wěn)定，真空泵循環(huán)硫酸很少發(fā)生斷酸事故，使真空泵故障率和維修量大大降低。不僅提高了液氯包裝工作效率，改善了工作環(huán)境，還提高了裝置的自動化操作程度，降低了人員的勞動強度，有效保證了裝置安全穩(wěn)定運行。

Liquid ring vacuum pump system problems and resolution

ZHONG Ju-mei，LIAO Jia-yi
（Guangxi Liuhua Chlor-alkali Co.,Ltd.,Liuzhou 545600，China）

Introduce liquid ring type air really pump device（nessler's pump）vacuum system in the process of production and solutions for the problems.Use of the advantages of DCS to realize the automatic adjustment and remote monitoring，to ensure that the air pump for the stable operation of the vacuum system device，reduce the labor intensity of the operators and reduce the incidence of equipment failure，to ensure the safety in production.

liquid ring vacuum pump（nessler's pump）；automatic adjustment；DCS

TQ051.21

B

1009－1785(2017)06-0032-02

2017-04-12