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硫酸再生裝置風機消聲器裝置腐蝕泄漏故障的處理
蘭州石化公司煉油廠1.6萬噸/年硫酸再生裝置K-930和K-950風機出口、入口風機消聲器裝置在裝置運行2個月后出現腐蝕泄漏故障。通過分析腐蝕機理及工藝條件,找到引起風機消聲器裝置腐蝕的主要原因,并提出相應的改進措施。對比改進前后裝置的運行情況,得出改造后的效果以及對裝置長周期運行的影響。
蘭州石化公司煉油廠1.6萬噸/年硫酸再生裝置采用奧地利工業技術公司濕法廢酸再生技術,將烷基化裝置產生的廢硫酸通過一系列反應重新生成98%濃硫酸供烷基化裝置循環使用,主要工藝流程包括燃燒分解和高溫氣體過濾、氧化反應、冷凝等。K-930和K-950風機分別從一、二級冷凝器頂部抽出60~80益、含有SO3的酸性氣,升壓后輸送至后續流程。兩臺風機均為單級離心式風機,是本裝置的核心設備。
故障現象及原因分析
故障現象
硫酸再生裝置于2019年9月一次開車成功,運行至2019年11月時,K-930和K-950出口、入口風機消聲器裝置側壁均出現因腐蝕而造成的破裂,破裂處噴出少量液體硫酸及大量酸性氣,嚴重危及操作人員的人身安全,并嚴重影響裝置的長周期運行(圖1)。停工拆檢后發現,兩臺風機出、入口風機消聲器裝置除側壁破裂外,風機消聲器裝置內部板孔也有硫酸積液且有明顯的腐蝕痕跡(圖2)。
故障原因分析
從腐蝕機理方面分析圖1風機消聲器裝置側壁因腐蝕而破裂
從工藝條件分析圖2風機消聲器裝置內部板孔有硫酸積液且腐蝕明顯安裝維修也比例方便。K-930和K-950風機出入口少量液體硫酸濃度為30%~40%、溫度為速率與溫度的關系質檢部門對腐蝕破裂處排出的少量液體硫酸試樣進行了化驗分析,得出硫酸試樣的濃度為38.6%。由圖3可知,無論是60益還是70益,當硫酸濃度過高或過低時,試樣的腐蝕速率均較小。其原因是硫酸在低濃度時表現為酸性,在高濃度時具有強氧化性。當硫酸濃度降低時,其酸性減弱,氫去極化作用變弱,故對試樣的腐蝕減弱;而當硫酸濃度升高時,其氧化性使試樣表面發生了鈍化,鈍化膜阻止了試樣表面與硫酸介質的接觸,所以腐蝕速率下降。硫酸濃度在30%~40%時氧化性較弱,綜合酸性強,因此侵蝕性大,酸性和氧60~80益時,FRPP管可以防止發生點蝕,避免腐蝕。同時由于FRPP管內部光滑、沒有網狀結構,所以液體硫酸也不易聚集在管內,避免了積液造成腐蝕,可以保障裝置長周期穩定運行。
風機消聲器改造效果
圖4硫酸濃度為40%和80%時316L的腐蝕速率化性的共同作用使腐蝕速率在30%~40%出現了峰值,而K-930和K-950風機消聲器裝置底部的硫酸濃度在這個范圍內,所以腐蝕速度加快。由圖4可知,圖中的兩條曲線變化趨勢基本一致:60益以下時腐蝕速率差別極小,之后開始快速上升,鈍化膜隨溫度的升高遭到破壞,鈍化變得難以維持,使得腐蝕速率隨溫度的升高而加快,K-930和K-950風機消聲器裝置底部的硫酸溫度在60益以上,所以腐蝕速度加快。風機消聲器裝置發生點蝕,側壁處薄所以率先破裂,造成含有SO3的工藝氣和少量液體硫酸噴出,引發故障。因風機消聲器裝置特有的網狀結構,使得液體硫酸易積于板網內,同樣的腐蝕機理,在發生點蝕后會造成風機消聲器裝置底部全面腐蝕,損壞風機消聲器裝置內部結構直至風機消聲器裝置無法使用。
風機消聲器故障處理方法
硫酸再生裝置為新建裝置,K-930和K-950風機出口、入口各加一組風機消聲器裝置用于消除噪音,按照BJ87—1985《工業企2019年12月將K-930和K-950風機出口、入口共4組風機消聲器裝置全部更換為FRPP管,開機后使用噪聲測量儀器現場測得噪聲大值為75dB,符合GBJ87—1985規定的噪聲標準,同時腐蝕泄漏問題得到徹底解決,保障了裝置的長周期穩定運行。
總結
針對工藝氣風機K-930和K-950風機出口、入口風機消聲器腐蝕泄漏的故障現象,從兩個方面對造成腐蝕的原因進行了深入的分析,找到了引發故障的原因,并根據生產現場實際情況,對腐蝕破裂的風機消聲器裝置進行了更換,并論證了現場噪聲問題,徹底解決了腐蝕泄漏的故障。
