硫酸干吸系統自動調節閥選型

李超

摘要：硫酸工業生產中，干吸部分的酸濃控制至關重要。在三塔串酸中，調節閥必不可少。目前大多數廠家選用襯聚四氟乙烯單座調節閥，但是聚四氟乙烯單座調節閥在使用中仍存在不少問題。本文總結了威頓達州兩套硫磺制酸干吸系統串酸的閥門選型的經驗，對此進行探討，以確保裝置的安全穩定運行。

關鍵詞：硫酸生產;干吸系統;閥門選型

在硫酸工業中干吸系統有舉足輕重的地位，干吸系統酸濃調節對設備腐蝕，裝置長周期運行起至關重要的作用。在酸濃調節中，串調節閥的選用起作關鍵的作用。本文總結了威頓達州兩套硫磺制酸干吸系統調節閥選型的經驗，對干吸系統串調節閥的選型及其他問題，進行了研究和探討。

1威頓達州干吸系統簡介

（1）威頓達州一期硫磺制酸為800Kta，一吸采用孟莫克低溫熱回收系統（簡稱HRS系統）HRS系統產酸至二吸循環槽，二吸分別有串HRS系統和干燥循環槽的串酸，干燥有串二吸循環槽的串酸，產酸來自二吸循環槽。通過二吸加水及串酸調節閥來控制酸濃及酸槽液位。其示意圖見下圖。

威頓達州干吸示意圖

（2）威頓達州一期硫磺制酸的酸溫控制主要通過酸冷器循環水的流量控制，酸量通過變頻器及串酸調節閥共同控制，威頓達州一期硫磺制酸主要工藝指標見表1。

2威頓干吸系統閥門使用情況

（1）目前大多數酸廠在干吸工段運用襯聚四氟乙烯調節閥，威頓達州一期硫磺制酸干吸初期的調節閥為聚四氟乙烯波紋管單座調節閥，在使用一段時間后，四臺調節閥均出現以下問題：

①閥桿震動偏大。

②泄漏量偏大。

③波紋管閥芯需定期更換。

經拆檢分析的出以下共同點：

①閥門后端呈微負壓及零壓，閥門前后壓差較大。

②波紋管調節閥無填料結構，閥桿由波紋管固定，閥芯易受介質的力導致閥桿震動。

③經計算閥門截流處流速大于5ms，四氟乙烯材質在介質的沖刷下易受損并發生形變，導致泄漏量偏大。

④波紋管使用壽命為200d至350d，需定期更換波紋管閥芯。

綜上所述，襯聚四氟乙烯波紋管單座調節閥在威頓達州的運用并不讓我廠滿意，襯聚四氟乙烯波紋管單座調節閥對裝置的調節可靠型，裝置的長周期運行構成了隱患，我廠有必要對這四個閥門重新選型以達到預期的目的。

（2）閥門的技術要求。閥門的選型主要技術指標分為四個方面：

①材質的正確選用。

②調節性能及流通能力。

③泄露等級。

④成本控制。

（3）閥門選型的確定。

根據調節閥的要求，我們下面分別對每個方面進行探討，并綜合確定閥門選型的方案。

①材質的選用。硫酸在酸濃大于93%小于100%時，其會在鑄鐵與316l合金表面形成氧化膜，但是當流速超過3ms時，氧化膜會被沖刷掉。故在此工況不能選用316l合金與其直接接觸。其他幾種常見耐高濃度硫酸的合金有哈氏B合金、哈氏C合金、鎳基20#合金、310合金、高硅不銹鋼等。由于高硅不銹鋼屬于大多數公司專利產品且加工困難，所以不考慮此材質運用在此類閥門。最后出于閥門生產商鑄造成本和閥門制作周期等因素，我廠最終確定以310合金和鎳基20#合金為材質基礎提出閥門選型方案。

②閥門結構的選用。威頓達州串酸調節閥的工藝指標見圖二，由此可以看出二吸至成品槽的調節閥的酸量偏小，同時需要調節成品槽的液位控制，要求調節精度高，可調比大。其他三臺串酸調節閥的流量相對偏大，對調節閥的控制精度相對低一點。四臺調節的泄露等級必須在三級以上。

根據二吸至成品的產酸調節閥的調節性能高，流量相對較小等綜合原因，我廠最終確定以單座閥結構對此選型。如采用碟閥，將會在調節性能上有所欠缺。成本方面由于調節閥口徑小，單座閥的成本只比蝶閥略高。在泄露等級方面，小口徑單座閥也是能達到我廠的要求。綜上所述，我廠在二吸至成品槽的產酸調節閥選用了DN80籠式平衡閥，其中閥體為310合金，閥座及套筒、閥芯采用鎳基20#合金。

另外的三臺酸調節閥如果也采用單座閥的結構，由于口徑較大的原因，閥門的成本會比較高。根據相同口徑的蝶閥比單座閥的KV值大得多的原理，我廠考慮選用較小口徑蝶閥代替此類單座閥。根據泄露等級要求，雙偏芯蝶閥能較好的滿足此類工況。最終我廠選用DN80軟密封雙偏芯蝶閥，閥體為310合金，閥座及套筒、閥芯采用鎳基20#合金。

3結語

威頓達州干吸系統四臺調節閥經過3年的使用，在工藝控制、閥門噪聲及震動均能滿足要求。我廠在兩次大修也分別對其中兩臺閥門進行閥門拆查，閥門的閥體及閥芯的腐蝕情況均比較理想。

參考文獻：

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