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硫酸干吸系统自动调节阀选型

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李超

摘要：硫酸工业生产中，干吸部分的酸浓控制至关重要。在三塔串酸中，调节阀必不可少。目前大多数厂家选用衬聚四氟乙烯单座调节阀，但是聚四氟乙烯单座调节阀在使用中仍存在不少问题。本文总结了威顿达州两套硫磺制酸干吸系统串酸的阀门选型的经验，对此进行探讨，以确保装置的安全稳定运行。

关键词：硫酸生产;干吸系统;阀门选型

在硫酸工业中干吸系统有举足轻重的地位，干吸系统酸浓调节对设备腐蚀，装置长周期运行起至关重要的作用。在酸浓调节中，串调节阀的选用起作关键的作用。本文总结了威顿达州两套硫磺制酸干吸系统调节阀选型的经验，对干吸系统串调节阀的选型及其他问题，进行了研究和探讨。

1威顿达州干吸系统简介

（1）威顿达州一期硫磺制酸为800Kta，一吸采用孟莫克低温热回收系统（简称HRS系统）HRS系统产酸至二吸循环槽，二吸分别有串HRS系统和干燥循环槽的串酸，干燥有串二吸循环槽的串酸，产酸来自二吸循环槽。通过二吸加水及串酸调节阀来控制酸浓及酸槽液位。其示意图见下图。

威顿达州干吸示意图

（2）威顿达州一期硫磺制酸的酸温控制主要通过酸冷器循环水的流量控制，酸量通过变频器及串酸调节阀共同控制，威顿达州一期硫磺制酸主要工艺指标见表1。

2威顿干吸系统阀门使用情况

（1）目前大多数酸厂在干吸工段运用衬聚四氟乙烯调节阀，威顿达州一期硫磺制酸干吸初期的调节阀为聚四氟乙烯波纹管单座调节阀，在使用一段时间后，四台调节阀均出现以下问题：

①阀杆震动偏大。

②泄漏量偏大。

③波纹管阀芯需定期更换。

经拆检分析的出以下共同点：

①阀门后端呈微负压及零压，阀门前后压差较大。

②波纹管调节阀无填料结构，阀杆由波纹管固定，阀芯易受介质的力导致阀杆震动。

③经计算阀门截流处流速大于5ms，四氟乙烯材质在介质的冲刷下易受损并发生形变，导致泄漏量偏大。

④波纹管使用寿命为200d至350d，需定期更换波纹管阀芯。

综上所述，衬聚四氟乙烯波纹管单座调节阀在威顿达州的运用并不让我厂满意，衬聚四氟乙烯波纹管单座调节阀对装置的调节可靠型，装置的长周期运行构成了隐患，我厂有必要对这四个阀门重新选型以达到预期的目的。

（2）阀门的技术要求。阀门的选型主要技术指标分为四个方面：

①材质的正确选用。

②调节性能及流通能力。

③泄露等级。

④成本控制。

（3）阀门选型的确定。

根据调节阀的要求，我们下面分别对每个方面进行探讨，并综合确定阀门选型的方案。

①材质的选用。硫酸在酸濃大于93%小于100%时，其会在铸铁与316l合金表面形成氧化膜，但是当流速超过3ms时，氧化膜会被冲刷掉。故在此工况不能选用316l合金与其直接接触。其他几种常见耐高浓度硫酸的合金有哈氏B合金、哈氏C合金、镍基20#合金、310合金、高硅不锈钢等。由于高硅不锈钢属于大多数公司专利产品且加工困难，所以不考虑此材质运用在此类阀门。最后出于阀门生产商铸造成本和阀门制作周期等因素，我厂最终确定以310合金和镍基20#合金为材质基础提出阀门选型方案。

②阀门结构的选用。威顿达州串酸调节阀的工艺指标见图二，由此可以看出二吸至成品槽的调节阀的酸量偏小，同时需要调节成品槽的液位控制，要求调节精度高，可调比大。其他三台串酸调节阀的流量相对偏大，对调节阀的控制精度相对低一点。四台调节的泄露等级必须在三级以上。

根据二吸至成品的产酸调节阀的调节性能高，流量相对较小等综合原因，我厂最终确定以单座阀结构对此选型。如采用碟阀，将会在调节性能上有所欠缺。成本方面由于调节阀口径小，单座阀的成本只比蝶阀略高。在泄露等级方面，小口径单座阀也是能达到我厂的要求。综上所述，我厂在二吸至成品槽的产酸调节阀选用了DN80笼式平衡阀，其中阀体为310合金，阀座及套筒、阀芯采用镍基20#合金。

另外的三台酸调节阀如果也采用单座阀的结构，由于口径较大的原因，阀门的成本会比较高。根据相同口径的蝶阀比单座阀的KV值大得多的原理，我厂考虑选用较小口径蝶阀代替此类单座阀。根据泄露等级要求，双偏芯蝶阀能较好的满足此类工况。最终我厂选用DN80软密封双偏芯蝶阀，阀体为310合金，阀座及套筒、阀芯采用镍基20#合金。

3结语

威顿达州干吸系统四台调节阀经过3年的使用，在工艺控制、阀门噪声及震动均能满足要求。我厂在两次大修也分别对其中两台阀门进行阀门拆查，阀门的阀体及阀芯的腐蚀情况均比较理想。

参考文献：

[1]秦紫瑞，郭宁.耐浓硫酸腐蚀新型铸造合金的研究[J].硫酸工业，1996（3）：26-30.

[2]张鲲，丁双玉，李冬波.耐酸系统仪表选型和防腐方案的探讨[J].硫酸工业，2015（6）：50-52.

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