淺談幾種液氯輸送方式的比較

2013-04-02

淺談幾種液氯輸送方式的比較

本文簡要介紹了液態(tài)氯氣作為高度危害有毒介質(zhì)幾種常見的輸送方法，對雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵、干氣密封式液下泵、屏蔽泵等輸送設(shè)備進行了比較，總結(jié)了雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵在液氯輸送方面的優(yōu)勢。
前言根據(jù)GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》，氯氣是一種高度危害介質(zhì)，屬于危險化學品，因此對液態(tài)氯氣輸送的安全性要求很高。傳統(tǒng)的液氯加壓輸送方式是汽化槽加壓法，20世紀末，干氣密封式液下泵開始在液氯輸送方面使用，隨后又出現(xiàn)了屏蔽泵和雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵。目前，干氣密封式液下泵是普遍采用的液氯輸送設(shè)備，但存在密封不良、污染環(huán)境等問題，屏蔽泵在液氯輸送方面對裝置汽蝕余量要求較高，一般安裝在地坑中，操作維修難度大。而雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵避免了上述問題，成為目前比較先進的液氯輸送設(shè)備。 1、液氯輸送方式 1．1 汽化槽加壓法用熱水使汽化槽內(nèi)的液氯重新汽化產(chǎn)生高壓來輸送儲罐內(nèi)液氯，重新進料時需排氣降壓，只能間斷操作，不適合壓力較高的輸送，更有因為汽化槽內(nèi)液氯中的三氯化氮（NCl3）積聚而引起爆炸的危險，因此操作中在汽化槽內(nèi)的液氯還剩1/3時就必須排空，尾氣量大，能耗高，危險性大。此種充裝方式能源浪費。 1．2 干空氣加壓法用經(jīng)過干燥的壓縮空氣（或氮氣）對液氯貯罐內(nèi)的液氯進行加壓輸送，送完后，廢氣抽空，重新加入液氯。不能連續(xù)輸送和高壓力輸送，廢氣處理量大，能耗大。對干空氣水分含量要求很高，否則會對儲罐、管路和設(shè)備嚴重腐蝕，造成事故隱患。 1．3 需要干氣密封的液氯液下泵法此液氯液下泵直接安裝在液氯中間儲罐的上端法蘭開口處。采用離心式多級液氯泵處理液氯，可實現(xiàn)液氯的連續(xù)輸送和罐裝；可實現(xiàn)大流量、高揚程，液氯儲罐不必再承受干空氣或汽化過程施加的高壓，可以消除了由于液氯中三氯化氮的積聚而引起爆炸的危險。但它的缺點是需要連續(xù)不斷的干氣隔離密封，如氮氣或干燥空氣，干氣的壓力要大于液氯的汽化壓力，不斷產(chǎn)生的混合尾氣需要回收處理；在使用時，一般采用壓縮干燥空氣進行隔離密封，如果干燥空氣質(zhì)量不好（含水量高），將對設(shè)備和管路產(chǎn)生腐蝕；另外，此泵軸細長，泵多長軸多長，屬于柔性軸；此軸與液氯和密封混合氣接觸，容易損壞，維修比較麻煩，維修成本高。 1、4 屏蔽泵法屏蔽泵屬于完全無泄漏泵，密封性能優(yōu)良，可以避免液氯的泄漏；屏蔽泵是從液氯儲罐底部抽取液氯，可以消除了由于液氯中三氯化氮的積聚而引起爆炸的危險；由于屏蔽泵的轉(zhuǎn)速一般為2950轉(zhuǎn)/分，泵汽蝕余量較高，所以屏蔽泵對裝置汽蝕余量要求很高，必須安裝在液氯貯罐下4至6米的深坑中。缺點是容易汽化，若損壞嚴重需返廠維修。 1、5 臥式磁力泵法磁力泵同屏蔽泵一樣，也屬于完全無泄漏泵，密封性能優(yōu)良，可以避免液氯的泄漏；也是從液氯儲罐底部抽取液氯，可以消除了由于液氯中三氯化氮的積聚而引起爆炸的危險；由于磁力泵的轉(zhuǎn)速一般為2950轉(zhuǎn)/分，泵汽蝕余量較高，所以磁力泵對裝置汽蝕余量要求很高，必須安裝在液氯貯罐下4至6米的深坑中。磁力驅(qū)動液氯泵有兩種形式，一種是單隔離套結(jié)構(gòu)，另一種是雙隔離套結(jié)構(gòu)；根據(jù)我們的經(jīng)驗，建議選用雙隔離套結(jié)構(gòu)，它的密封性將更加安全可靠，可實現(xiàn)穩(wěn)定的、安全可靠的雙重密封；而單隔離套結(jié)構(gòu)如果隔離套破損，液氯將泄漏到大氣中。 1、6 雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵法此液氯液下泵采用雙隔離套結(jié)構(gòu)、磁力驅(qū)動，不需要干氣隔離密封，無尾氣處理，無干氣和氯氣損耗，可實現(xiàn)完全無泄漏；此泵直接安裝在液氯中間儲罐的上端法蘭開口處。從中間罐底部抽取液氯，可實現(xiàn)液氯的連續(xù)輸送和罐裝；可實現(xiàn)大流量、高揚程，液氯儲罐不必再承受干空氣或汽化過程施加的高壓，可以消除了由于液氯中三氯化氮的積聚而引起爆炸的危險。此泵可實現(xiàn)內(nèi)部自動排氣，根據(jù)實際需要可以隨時開泵、隨時停泵。 2、各種液氯泵的比較 2.1 液氯液下泵方案和臥式液氯泵方案之間的比較液氯液下泵包括需要干氣密封的液氯液下泵和雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵，臥式液氯泵包括屏蔽泵和臥式磁力泵；液氯液下泵直接安裝在液氯中間罐上, 屏蔽泵安裝在液氯儲罐外；液氯液下泵一般采用4極轉(zhuǎn)速(1500轉(zhuǎn)/分)電機,泵汽蝕余量小,液氯儲罐相對高度低,節(jié)約建設(shè)和安裝費用; 臥式液氯泵一般采用2極轉(zhuǎn)速(3000轉(zhuǎn)/分)電機,泵汽蝕余量大,液氯儲罐相對高度較大,建設(shè)和安裝費用增大;也有的在液氯儲罐附近挖地坑,把泵安裝在地坑內(nèi),但此種方式需要保證地坑通風良好(增加強制風扇),因為氯氣密度大,若有泄漏氯氣將積聚在地坑中。 2、2 臥式磁力驅(qū)動液氯泵和液氯屏蔽泵的比較：序號內(nèi)容臥式磁力驅(qū)動液氯泵液氯屏蔽泵 1 驅(qū)動方式磁力驅(qū)動屏蔽電機驅(qū)動 2 關(guān)鍵密封部件雙層隔離套單層屏蔽套 3 安全比較采用雙隔離套結(jié)構(gòu),實現(xiàn)雙重靜密封,確保安全性單層屏蔽套,泄漏時將直接進入電機定子腔, 腐蝕電機絕緣漆,使液氯直接與高壓電源接觸,存在不可預料的危險. 4 液氯帶走熱能比較磁力泵只是需要液氯將隔離套磁損熱量帶走，泵可以隨時停車和開車不僅需要液氯帶走屏蔽套磁損熱量,而且屏蔽電機產(chǎn)生大量的熱也需要液氯帶走,特別是停泵后泵腔內(nèi)液氯不流動,屏蔽泵整體溫度升高,泵腔內(nèi)液氯汽化,再啟動很困難或需要很長時間才能進行第二次啟動; 5 泄漏監(jiān)測在兩個隔離套間引出儀表接口,可監(jiān)測第一層隔離套的密封性單層屏蔽套，無法實現(xiàn) 6 結(jié)構(gòu)與維修泵與電機分體結(jié)構(gòu)，采用標準電機結(jié)構(gòu)簡單,可現(xiàn)場更換任何零部件不需要返廠；成本低泵與屏蔽電機為一整體,結(jié)構(gòu)復雜,現(xiàn)場很難維修,損壞必需返廠維修；成本高 2、3 雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵與需要干氣密封的液氯液下泵比較：序號內(nèi)容磁力驅(qū)動液氯泵氮氣密封液氯泵 1 密封形式磁力驅(qū)動,不需要干氣密封需要干氣流動隔離密封 2 密封安全性所有密封點都采用密封墊,屬于靜密封,安全可靠,可保證零泄漏填料加干氣流動隔離密封,屬于動密封,不能保證完全無泄漏 3 壓力波動對密封性的影響液氯儲罐氣相壓力波動仍可保證零泄漏液氯儲罐氣相壓力或氮氣壓力波動,將打破氯氣和干氣的壓力平衡,產(chǎn)生氯氣泄漏 4 結(jié)構(gòu)安全性采用雙隔離套結(jié)構(gòu),實現(xiàn)雙重靜密封,確保安全性無 5 自動控制在兩個隔離套間引出儀表接口,可監(jiān)測第一層隔離套的密封性無 6 干氣消耗無干氣消耗干氣流動隔離密封,干氣每天消耗量很大 7 氯氣損耗無氯氣損耗氯氣每時每刻都要被流動的干氣帶走,損耗量很大 8 尾氣排放無尾氣排放有大量氯氣和干氣的混合尾氣要不間斷地排放和回收 9 軸多軸結(jié)構(gòu),剛性軸,不容易變形，只有下端一根短軸與液氯接觸只有一根軸(很長),柔性軸,容易變形且與液氯接觸面積大 10 維修積木原理,維修簡單細長軸,維修復雜 11 干氣對氯氣純度的影響無需干氣，沒有影響干氣壓力要大于氯氣壓力，有一部分干氣要不斷地進入氯氣中，影響氯氣的純度 12 干氣對設(shè)備的腐蝕無需干氣，沒有腐蝕如果干氣質(zhì)量不好，將對設(shè)備產(chǎn)生嚴重腐蝕 3、小結(jié)氯氣是一種高度危害介質(zhì)，屬于危險化學品，因此對液態(tài)氯氣輸送的安全性要求很高，在選擇方案時，一定要考慮在各種邊界條件下的安全性，在以往的液氯泄漏事故中，都是對邊界條件下的安全性考慮不足。雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵，已經(jīng)考慮了對各種邊界條件下輸送液氯的安全性，是目前國內(nèi)比較先進的液氯輸送方式，安全可靠，安全系數(shù)較高，維修簡單。只要在使用過程中控制液氯中的酸泥和系統(tǒng)中機械雜質(zhì)，就能保證其安全平穩(wěn)長周期運行，目前我單位四臺雙隔離套磁力驅(qū)動液氯液下泵在正常運行。參考文獻 [1]液氯輸送采用屏蔽泵和液下泵的對比分析—化工生產(chǎn)與技術(shù) 胡東加 1998年2月 [2] 薛敦松、錢錫俊、吳宗詳．石油化工設(shè)備檢修手冊．中石化出版社． [3] API685-2000 石油、重化學和天然氣工業(yè)用無密封式離心泵兵器工業(yè)出版社

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2013年04月02日星期二

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