湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司(以下簡稱新洋豐肥業(yè))總部硫酸廠有3套200kt/a硫磺制酸(均

配套低溫余熱回收，簡稱一、二、三線)和1套200kt/a硫精砂制酸裝置(簡稱四線)，4套硫酸裝置中一、二線相鄰，三線距一、二線南側(cè)有500m的距離，四線位于zui南側(cè)距一、二線約2km的距離。目前有2套硫磺制酸(一、三線)和1套硫精砂制酸裝置(四線)在正常生產(chǎn)運(yùn)行，其中硫磺制酸二線長期停車［1］。

生產(chǎn)裝置整體詳細(xì)情況:一、三線硫磺制酸裝置生產(chǎn)w(H2SO4)98%硫酸，均配套有硫酸低溫余熱回收裝置，正常運(yùn)行。尾氣采用氨法脫硫，分別配套有50t/h的陰陽床脫鹽水系統(tǒng)、50t/h的熔硫系統(tǒng)和6000kW的冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組。一、三線之間有脫鹽水管線連通，輸送脫鹽水管線約1.5km，一線有硫酸儲(chǔ)罐3個(gè)(2個(gè)3kt儲(chǔ)罐，1個(gè)5kt儲(chǔ)罐)。硫酸供濕法磷酸裝置和磷酸氫鉀轉(zhuǎn)化車間使用，輸送硫酸管線約500m;三線有1個(gè)3kt儲(chǔ)罐，硫酸供濕法磷酸裝置使用;四線為硫精砂制酸裝置，生產(chǎn)w(H2SO4)98%的硫酸，脫鹽水和原水均由新洋豐肥業(yè)合成氨分廠脫鹽水站提供，配套有1個(gè)5kt硫酸儲(chǔ)罐，硫酸通過約3km的硫酸管線輸送到三線3kt硫酸儲(chǔ)罐或一線的3個(gè)硫酸儲(chǔ)罐中。各生產(chǎn)線均有氨法尾氣脫硫裝置，使用的氨水均從合成氨分廠輸送，管線均在500m以上。由于裝置和裝置之間的氨水、硫酸、脫鹽水管線長，一但硫酸管線凍結(jié)將會(huì)造成硫酸裝置因硫酸送不出去導(dǎo)致停產(chǎn)，下游濕法磷酸裝置無酸可用，導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)裝置停產(chǎn)的嚴(yán)重后果。如果氨水管線凍結(jié)將會(huì)導(dǎo)致無氨水可用，尾氣超標(biāo)排放的環(huán)保事故。

在冬季極端氣溫情況下(湖北地區(qū)－8℃)，為了避免因凍結(jié)導(dǎo)致的生產(chǎn)事故，新洋豐肥業(yè)針對(duì)各種物料物理性質(zhì)，制定了防凍措施，有力地保障了生產(chǎn)正常進(jìn)行。

1硫酸管線的防凍措施

1.1不同濃度硫酸的結(jié)晶溫度

硫磺制酸裝置不同工序的硫酸濃度主要有:干燥塔循環(huán)酸w(H2SO4)為96%～98%;吸收塔循環(huán)酸w(H2SO4)為98.0%～98.5%;硫酸低溫余熱回收系統(tǒng)熱回收塔循環(huán)酸w(H2SO4)為99.0%～99.1%;硫酸低溫余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)酸w(H2SO4)為99.4%～99.6%。硫精砂制酸裝置的不同工序硫酸濃度有:干燥塔循環(huán)酸w(H2SO4)為93.0%～95%，吸收塔循環(huán)酸w(H2SO4)為98.0%～98.5%，凈化稀酸w(H2SO4)為8%～12%。根據(jù)硫酸結(jié)晶溫度曲線，不同濃度硫酸結(jié)晶溫度見表1［2］。

為了避免硫酸管線的結(jié)晶，根據(jù)氣溫的情況，適當(dāng)調(diào)整產(chǎn)品硫酸的濃度。氣溫－6～2℃時(shí)，生產(chǎn)w(H2SO4)97.5%～97.8%的硫酸;氣溫在－6℃以下時(shí)，生產(chǎn)w(H2SO4)97.0%的硫酸。但低溫余熱回收系統(tǒng)的硫酸濃度要保持穩(wěn)定，不能降低，以免硫酸腐蝕設(shè)備。

1.2成品硫酸管線的防凍

由于各硫酸生產(chǎn)線與用酸單位均采取不銹鋼管道輸送硫酸，輸送的管線長，zui遠(yuǎn)輸送距離約2km。在寒冷的天氣情況下，雖然降低了成品硫酸濃度，但是如果不保持硫酸管線的流動(dòng)，仍然有凍結(jié)的可能。通常采取從zui南側(cè)的硫酸四線和zui北側(cè)的硫酸二線連續(xù)不間斷的向用酸的一線和三線調(diào)酸，所有的管線均要有熱酸流動(dòng)，各個(gè)硫酸儲(chǔ)罐均有熱硫酸進(jìn)出;合理分配硫酸輸送流量，使整個(gè)硫酸管線不留死角，使熱硫酸24h不間斷的流動(dòng)。調(diào)度人員隨時(shí)監(jiān)控硫酸流量變化，如果流量變小，有凍結(jié)的趨勢(shì)，立即加大調(diào)酸流量。根據(jù)產(chǎn)酸和用酸量，及時(shí)調(diào)整調(diào)酸量大小，保持各個(gè)硫酸儲(chǔ)罐的液位穩(wěn)定，使得調(diào)酸能夠長時(shí)間連續(xù)進(jìn)行。

1.3凈化稀酸管線防凍

凈化稀酸w(H2SO4)約10%，結(jié)晶溫度－4.7℃左右，在零度氣溫左右時(shí)，從凈化動(dòng)力波洗滌器排出的稀酸經(jīng)脫氣塔脫出SO2氣體后，稀酸溫度在3～5℃，采用每間隔2h輸送一次稀酸的方法來防凍。經(jīng)試驗(yàn)，在停止輸送稀酸的2h內(nèi)，稀酸溫度不會(huì)降到結(jié)晶溫度，從而防止了稀酸管線凍結(jié)。

1.4硫酸低溫余熱回收系統(tǒng)防凍

由于低溫余熱回收系統(tǒng)硫酸濃度高，是防凍工作的重中之重。硫磺制酸裝置一、二、三線由于配套有硫酸低溫余熱回收系統(tǒng)，一級(jí)吸收和二級(jí)吸收分別控制硫酸w(H2SO4)為99.0%左右和98.5%左右。為避免腐蝕，硫酸濃度要保持穩(wěn)定，它們對(duì)應(yīng)的結(jié)晶溫度分別為4.5℃和1.8℃，低溫余熱回收系統(tǒng)產(chǎn)酸w(H2SO4)在99.5%左右，結(jié)晶溫度約7.5℃。從高溫吸收塔到硫酸蒸發(fā)器、鍋爐加熱器及產(chǎn)酸到干吸槽的高溫濃硫酸管道均有保溫，由于這些設(shè)備的酸溫高，只要酸流動(dòng)就不會(huì)凍結(jié);即使短時(shí)間停車，只要酸溫下降速度慢，都不會(huì)凍結(jié)。但脫鹽水加熱器例外，由于脫鹽水溫度接近自然溫度，冬季0℃氣溫條件下，脫鹽水溫度一般在5℃以下，停車時(shí)脫鹽水加熱器管程中w(H2SO4)99.5%的硫酸由于沒有流動(dòng)，極易被殼程中的低溫脫鹽水凍結(jié)結(jié)晶，導(dǎo)致脫鹽水加熱器不能使用。因此，冬季脫鹽水溫度低，在停車和開車過程中如果不注意細(xì)節(jié)方面的控制，極有可能酸結(jié)晶后導(dǎo)致無法開車或者因操作不當(dāng)造成設(shè)備隱形傷害。要求如下:

1)低溫余熱回收系統(tǒng)的酸管道線、閥門、儀表必須保溫完好。

2)儀表伴熱管線24h不允許停汽，經(jīng)常檢查伴熱管線，防止疏水不暢導(dǎo)致伴熱保溫失效。

3)經(jīng)常檢查現(xiàn)場(chǎng)高溫酸濃表的溫度顯示是否正常，所有儀表保持完好，損壞的及時(shí)修復(fù)。

4)壓縮空氣儲(chǔ)罐按時(shí)排水，防止壓縮空氣管線帶水凍結(jié)。

5)不論是否停車，濃硫酸取樣閥保持24h長流，不允許關(guān)閉。

6)低溫余熱回收系統(tǒng)不檢修時(shí)保持一級(jí)酸循環(huán)，蒸發(fā)器保溫保壓，避免酸溫下降過快。

7)停車過程中重點(diǎn)防止脫鹽水加熱器酸凍結(jié)。停車時(shí)脫鹽水加熱器酸旁路閥不允許關(guān)閉，要保留小的開度，防止因脫鹽水加熱器凍結(jié)后無法開車。在關(guān)閉低溫?zé)峄厥障蚋晌a(chǎn)酸閥前，要先開脫鹽水加熱器水旁路閥，再關(guān)閉脫鹽水加熱器的進(jìn)水閥，讓水走旁路，zui后關(guān)閉低溫產(chǎn)酸閥和脫鹽水加熱器出口酸閥及加熱器出水閥。如果脫鹽水加熱器殼層溫度下降較快，接近15℃時(shí)需將殼層水排盡。打開脫鹽水加熱器的酸旁路，從停車到在開車前期保持打開狀態(tài)，防止脫鹽水加熱器酸凍結(jié)后無法開車。

8)開車過程中脫鹽水加熱器是防凍的重點(diǎn)設(shè)備。先是水和酸均走旁路，在蒸發(fā)器開始產(chǎn)汽后，除氧器加水閥開到20%以上并穩(wěn)定地加水時(shí)，打開脫鹽水加熱器出水閥至全開，進(jìn)水閥微開，確認(rèn)水已流動(dòng)。然后微開脫鹽水加熱器出口酸閥，觀察出口水溫是否上漲，出口酸溫是否下降，水溫上漲、酸溫下降表示酸已流通。如水溫不漲繼續(xù)開大出口酸閥，當(dāng)水溫穩(wěn)定上漲時(shí)，全開脫鹽水進(jìn)水閥，關(guān)閉脫鹽水旁路閥。如水溫上漲較快，關(guān)小出口酸閥，注意不要關(guān)嚴(yán)。調(diào)節(jié)穩(wěn)定后，按正常開車步驟，逐步將脫鹽水加熱器投運(yùn)正常。在此過程中，注意酸不能先走脫鹽水加熱器，因酸溫較高，管程被加熱后再進(jìn)冷水導(dǎo)致金屬冷縮，可能會(huì)應(yīng)力不均導(dǎo)致金屬產(chǎn)生裂紋而發(fā)生泄漏。只能xianjin水，在水還沒來得及將酸凍結(jié)前，再將酸流通。因開車初期水量不大，因此要控制酸的流通量，流量太大會(huì)導(dǎo)致脫鹽水管線汽化發(fā)生水擊;流量太小可能水將其凍結(jié)。因此，開車過程要防酸凍結(jié)和防水汽化兩者兼顧。

9)高溫酸濃表管線需要做好保溫，防止凍結(jié)。

開車時(shí)起動(dòng)高溫濃酸泵后需及時(shí)觀察儀表酸溫顯示，如酸溫不漲可能有凍結(jié)現(xiàn)象，要采取措施在不損害酸濃表的基礎(chǔ)上化冰。

2氨水管線的防凍措施

新洋豐肥業(yè)各硫酸生產(chǎn)線尾氣洗滌均采用氨－酸法，使用從合成氨廠用管道輸送來的氨水。氨水分為無碳氨水和有碳氨水兩種，有碳氨水在氣溫低時(shí)極易結(jié)晶，有碳氨水的結(jié)晶溫度與含碳的飽和度有關(guān)，飽和度越高結(jié)晶溫度就越高，一般大約8℃以下有可能結(jié)晶，溫度越低結(jié)晶可能性就越大。而無碳氨水結(jié)晶溫度約－70℃，因此，冬季在自然環(huán)境下是不會(huì)凍結(jié)的。一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的有碳氨水結(jié)晶溫度為5～10℃［3］。而無碳氨水在零下幾十度都不會(huì)結(jié)晶，無碳氨水的價(jià)格較有碳氨水貴，因此氣溫高時(shí)一般采用有碳氨水，平均氣溫低于5℃時(shí)要采用無碳氨水，氨水管線不需要蒸汽伴熱，不用擔(dān)憂冬季稀氨水管線結(jié)晶堵塞。

3水管線的防凍措施

硫酸裝置水管線主要是脫鹽水管線、自來水管線、一、三線調(diào)脫鹽水管線、消防水管線。如果水管線發(fā)生凍結(jié)會(huì)導(dǎo)致停車及影響消防安全等生產(chǎn)事故。室外氣溫在0℃左右時(shí)，脫鹽水在室內(nèi)一般溫度為2～5℃，如果長時(shí)間不流動(dòng)，水溫逐漸下降到0℃就會(huì)結(jié)晶。消防水在室外，消防栓均需保溫，但在迎風(fēng)口等低溫處仍然有消防栓被凍結(jié)，有的水閥門被凍破。流動(dòng)的水不會(huì)被凍結(jié)，因此所有水管均要流動(dòng)，不能留死角，向循環(huán)水池和原水箱、除氧器等設(shè)備中加水均要連續(xù)不中斷。消防水管末端要放水讓其流動(dòng)。因此，一、三線的脫鹽水管線是不停的流動(dòng)送水的，如果不用水，也要互相調(diào)水保持水管線流動(dòng)，防止脫鹽水管道凍結(jié)。

4廠區(qū)道路、設(shè)備爬梯的除雪防凍措施

鹽水的結(jié)晶溫度與濃度的關(guān)系見表2。

由表2可知:鹽水濃度越高結(jié)晶溫度越低，因此在低溫情況下，采取在結(jié)冰道路和爬梯上撒鹽融雪，鹽溶于水之后，由于結(jié)晶溫度迅速下降，雪或冰就會(huì)迅速融化。撒鹽后可以長時(shí)間保持廠區(qū)道路和爬梯不發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，省時(shí)省力，有力保障人員和車輛行走安全。監(jiān)測(cè)設(shè)備阻力的U型壓力計(jì)一般灌注的是水，冬季為了防凍，也換成鹽水，防止水凍結(jié)導(dǎo)致U型壓力計(jì)破裂的情況發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)使用效果良好。

5其他防凍措施

1)所有儀表做好保溫伴熱(蒸汽加熱或電加熱)，除氧器等磁翻板液位計(jì)要滴水保持流動(dòng)，防止出現(xiàn)凍結(jié)產(chǎn)生假液位。

2)二線長期停車設(shè)備，如余熱鍋爐、除氧器、各類水泵、有水管道、容器等，都要把水排盡，循環(huán)水池降低液位，儀表做好保溫。

3)檢查應(yīng)急物資和柴油發(fā)電機(jī)防凍液，防止停電時(shí)不能及時(shí)發(fā)電導(dǎo)致的事故發(fā)生。

4)各崗位做好冬季防凍及停電的應(yīng)急操作培訓(xùn)和演練，以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。

5)防止主風(fēng)機(jī)消音器和涼水塔結(jié)冰，要采取措施除冰，保持風(fēng)道暢通。

6)鏟車注意柴油防凍，在避風(fēng)和氣溫稍高處停車，防止柴油凍結(jié)不能工作。

6防凍工作中存在的問題

在具體執(zhí)行防凍工作中，水的防凍工作執(zhí)行較難，主要是各級(jí)人員對(duì)水的防凍工作重視不夠。硫精砂或硫磺倉庫由于位置偏遠(yuǎn)，工作人員疏忽沒有打開消防栓保持水流動(dòng)，導(dǎo)致水凍結(jié)或閥門被凍破。一、三線之間互調(diào)脫鹽水由于員工沒嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)水防凍，發(fā)生過一次水管線凍結(jié)。因此防凍措施再好，關(guān)鍵是靠檢查落實(shí)。

7結(jié)語

新洋豐肥業(yè)位于湖北中部，冬季極低氣溫約－8℃，雨雪天氣頻繁，給生產(chǎn)帶來了較大影響。根據(jù)生產(chǎn)過程中各種物料的性質(zhì)，新洋豐肥業(yè)制定相應(yīng)的防凍措施，避免了因天氣原因發(fā)生酸管線、水管線、儀表等設(shè)備的凍結(jié)或損壞，保障了安全生產(chǎn)。同時(shí)，也要不斷研究總結(jié)生產(chǎn)過程中防凍工作經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)和糾正錯(cuò)誤，這樣才能把防凍工作做得更好。