3 脱硫安全水封的计算
安全水封需要多大管径、需要多高才能有效地起到保护作用,以年产8万吨合成为例来进行计算,年产8万吨合成氨,半水煤气流量大约是41000Nm3/h,脱硫选用L93WD型罗茨风机,该风机出口压力最高为50Kpa,设计流量为230 m3/min 。
水封管径的计算:
已知 半水煤气流量:41000Nm3/h
煤气流速为:15m/s
管径={〔(半水煤气流量/3600)×流速〕/3.14}1/2
= 2×{〔(41000/3600)×15〕/3.14}1/2
=0.9834m
根据以上计算,水封管径为1000mm。
水封高度的计算:
已知:水封冲破压力为50Kpa(罗茨风机最高出口压力),水比重为1
根据P=ρgh
水封高度H=P/(g×ρ)
=50/(9.8×1)
=5.1m
根据以上计算,水封高度为5.1m;
通过以上计算,年产8万吨合成氨,要使脱硫内水封有效起到保护作用,水封管径为DN1000,水封高度为5.1m,但是,仅仅计算水封管径和高度就能满足要求了吗,笔者认为除了以上参数满足要求外,脱硫内水封设置还有几个关键点需要注意:
(1)清洗冷却塔下段液位控制不能超过水封的高度,否则容易造成水封高度过高不能有效起到保护罗茨风机的效果;
(2)为防止水封液位过低,上水阀必须随时打开,水封水必须保持溢流;
(3)在倒风机或开风机时操作要特别注意稳定,否则,容易压力瞬间过高水封冲破导致产生不必要的事故;
(4)该水封不易清理,也不容易观察到水封状况,因此水封加水的设置最好是用干净的工艺水,以减少堵塞的风险。
(5)为在压缩机跳停后快速回复生产,水封加水可以适当加大,一般加水管用DN100管径即可,加满溢流后关小阀门,或者是加水水封用DN100管径,溢流加水用DN50管径。
只要设备、工艺满足计算要求,在管理和操作上又满足了以上要求,脱硫内水封就可以有效地起到安全保护作用。
4 内水封设置后带来的经济效益和安全效益
在脱硫工序的罗茨风机设置安全水封后,可带来以下经济效益和安全效益:
(1)一台罗茨风机以20万元计算,每年跳停几率一次,每次损坏罗茨一台,每年可节约人民币20万元。
(2)可以避免因压缩机跳停或导致罗茨风机损坏事故,在小氮肥生产中,压缩机跳停后,大量煤气无法输送,会导致罗茨风机出口压力大幅度上涨,极易产生罗茨风机跳停、叶轮返转损坏罗茨风机事故,设置安全水封后,出口压力一上涨水封冲破,可使大量煤气从高压侧泄到低压侧,从而避免了罗茨风机损坏事故;
(3)可以起到安全阀的作用,众所周知,下合成氨特点是高温高压、易燃易爆,压力不超标是必须遵守的原则,安全水封就好比是安全阀一样可以起到预防的作用。
5 结束语
“安全第一、预防为主、综合治理”是我国的安全生产方针,在预防中,做到设备、工艺的本质安全、消除物的不安全因素是安全工作的重点之一,在小氮肥生产中尤为如此,虽然,水封的设置是比较小的一个小小的改动,但是对安全工作来讲,就是需要这种创新,从这点来讲,就小小的改动,更体现“以人为本”的安全理念,切实保护作业人员的生命安全,将产生更大的经济效益和社会效益。
参考文献
1 张金钟主编.化肥企业安全技术管理.北京:化学工出版社,1991
2 杨春升、韩福顺编著.中小型合成氨厂生产操作问答(第二版).北京:化学工业出版社,2004
3 张子锋主编.合成氨生产技术.北京:化学工业出版社,2006