硫磺回收装置多级离心鼓风机结构及控制方式

硫磺回收装置多级离心鼓风机结构及控

制方式摘要：硫磺回收装置主要用来处理炼化工艺过程中产生的含有硫化氢的酸性气，目前比较常用且成熟的工艺方法是通过克劳斯制硫工艺法回收硫磺。多级离心鼓风机是为克劳斯炉提供新鲜空气的设备，其稳定可靠的运行以及良好的调节性对于工艺实现至关重要。通过控制模式的设定，可以让鼓风机实现较宽广的气量调节范围，提高适用性并能达到节能的效果。关键词：硫磺回收装置；多级离心鼓风机；控制模式；流量调节1克劳斯制硫工艺流程中的鼓风机应用一般来讲，克劳斯制硫工艺有3个工段的风机应用，分别为主风机、酸气循环风机和尾气风机，见图1-1克劳斯工艺风机应用。主风机设计出口压力升通常为60〜80kpa，在这个压力范围内，多级离心鼓风机由于结构简单，稳定可靠，操作维护方便等优势而应用广泛。图1-1克劳斯工艺风机应用2多级离心鼓风机结构原理及性能曲线鼓风机一般采用上进气和上排气的布置方位，通过联轴器与驱动机相连。驱动机启动后，风机将同步旋转，随着转子及叶轮的旋转运动，叶轮中叶片之间的气体也跟着旋转，并在离心力的作用下甩出这些气体，气体流速增大，使气体在流动中把动能转换为静压能。在叶轮连续旋转作用下气体不断排出和补入，经过多个叶轮的连续增压后，静压能达到所需要的设计压力，通过排气口排出，详见图2-1多级离心鼓风机结构图。图2-1多级离心鼓风机结构图2.2鼓风机运行性能曲线图2-2多级离心鼓风机运行曲线，显示出了鼓风机运行特征曲线。曲线最左端显示出鼓风机喘振点，如果气量更低或者系统背压更高，那么风机将进入喘振。喘振是离心风机的致命威胁，可能会造成风机转子、密封、轴承等部件的严重损毁，因此，需要做好鼓风机的防喘振控制。气量在喘振点和设计点之间的范围是正常风机调节范围，在此区间，风机可以保持恒压力下气量调节。曲线右侧是超载运行区间，运行在此区间将可能引起超电流现场或者严重的导致电机联锁。由此看出，随着硫磺装置负荷的调整，选择具有较大调节范围的鼓风机将有利于设备的运行及调节。图2-2多级离心鼓风机运行曲线3鼓风机控制逻辑鼓风机的控制一般在DCS中完成，鼓风机厂家配合组态工作，可以实现实现手动、半自动、全自动控制模式。3.1流量调节逻辑：如果硫磺装置的负荷调节弹性为30%〜100%，而鼓风机实际调节范围为60%~100%，那么:3.1.1气量运行在60%~100%是属于鼓风机正常调节范围。鼓风机运行时，放空阀将一直处于关闭状态，通过调节炉前阀门达到装置所需的气力值。在此过程中，风机出口变送器与风机入口阀完成压力控制回路，系统维系原压力设定值，保证风机恒压运行。3.1.1装置所需气量如要求下探到30%〜60%，这时候气量值属于鼓风机喘振区间，放空阀将处于打开状态，具体开度调节可以通过下述模式实现：手动模式：收下你将进炉阀门开度关小，这时风机入口流量变送器的显示流量至60%，此时手动打开放空阀，通过进炉阀门和放空阀门两者配合进行调节；自动模式：将炉前流量变送器与风机入口流量变送器分层控制，以风机入口流量值和炉前流量值之差作为放空阀开度依据，实现自动控制。IF「危dxha?ins十相IF「危dxha?ins十相1—1矿_l_ _I ■丁商身"』餐萱口—I I~vL4i图3-1鼓风机入口阀控制逻辑（示例）鼓风机运行气量低于喘振点气量时，入口阀开度降低，直到流量降低至60%,然后入口阀将处于保位的状态。这时气量继续降低，则系统自动打开放空阀，放空一定量气体，放空阀的开度经过DCS执行内部判定，喘振设定消除后，放空阀会保位运行，若流量一直降低则放空阀完全打开。图3-2鼓风机放空阀控制逻辑(示例)4总结随着自控系统方案的改善以及得益于系统自动化和智能化，通过优化流量控制以及防喘振控制逻辑，可以使多级离心鼓风机更好的服务好克劳斯硫磺回收装置，让鼓风机满足生产实际所需的气量调节范围，达到恒压平稳，节能高效的运行效果。参考文献续魁昌，王洪强，盖京方.风机手册.北京：机械工业出版社.2011.02谭鸿飞.Claus风机在硫磺回收装置中的应用[J].山东化工，2016,45(012):8