在乙炔生产过程中,温度不超标(对于中压乙炔生产工艺而言,温度控制在小于或等于90℃)是很重要的工艺指标。特别是在发生工艺中,控制温度不超标是乙炔安全生产中的关键环节之一。北方某市一氧气厂溶解乙炔车间自今年以来,发生器在运行中曾一阶段反应温度出现超标现象,这与安全生产十分不利。
一、发生器运行中的数据
乙炔发生器是电石进行水解反应的主要设备。从发生器运行中反映出来的数据来看,可以说明反应温度没有控制好:
1.开始发生反应时,工作压力在0. 10 MPa左右;
2.反应乙炔用水压力在0.20 MPa左右;
3.发生器的冷却水循环水压力在0.10 MPa及以下;
4.在发生反应时开始的1h~1.5h之间,反应温度很快上升到80℃~90℃之间;过1.5h之后,在上述指标变化不大的情况下,反应温度很快突破90℃、96℃、98℃、100℃,个别时候达110℃,这是非常危险的温度值。即使是采取了排渣、加水的措施之后,也很难很快将反应温度降到90℃以下。
二反应温度超标的原因
从现场反映的数据分析,发生器反应温度超标的原因不外乎2个方面:其一,循环水冷却效果不好;其二,工艺指标控制不到位。
1.发生反应用水压力为0.2 MPa,可循环水压力却在0.10 MPa及以下,由于两者压差在1倍以上,这就产生了电石水解放出热量与循环水带走的热量不同步、不匹配,由于热量在发生器内逐渐积蓄,反应温度自然就很快升高,以到出现不易控制的局面。
那么为什么循环水压力仅控制在0.10 MPa及以下呢?据现场员工反映,若循环水压力调到0.20 MPa会出现以下情况:
(1)提高循环水压力达标后,截住了洗涤器的冷却循环水,使其从地漏中大量溢出。这说明地漏管径小(仅在φ75~φ80之间)。
(2)循环水压力达标后,循环水的流速是提高了,但循环水的流量却减少了(仅达管径的1/2流量)。
2.循环水的蓄水量是影响循环水流量的因素之一。到现场核查后,发现蓄水量还达不到循环水池的1/2。为什么蓄水量会这样少呢?
天气变暖后,充装间冷却乙炔瓶小喷淋开始使用,也是引用的循环水池里的水,这就出现了小喷淋与冷却用的循环水相“争瓶”。另外,自然蒸发和水池渗漏,使循环水池的蓄水量逐渐减少,这就产生了2个问题:其一,蓄水量少,会造成循环水泵的效率的浪费,严重地影响循环水的流量;其二,蓄水量少,使冷水变成温水循环,继而又从温水变为热水循环,水温降不下来。经核查,开始发生反应时水池水温为13℃,2h后水温为26℃,使发生器产生的热继续积蓄,反应温度再度上升,这仍是循环水冷却效果不好的问题。
3鉴于上述所说循环水冷却效果不佳的问题,就应该调整相应的操作。然而操作人员仍然在开始发生时把工作压力控制在0.10 MPa左右的较高状态,所以产生的热量与带走的热量不相等,热量积蓄在发生器内,排渣与加水后的效果不明显,使温度到了难以控制的程度,最后没办法,采取了最原始的办法:用管子往发生器外和清洁筒浇水……
三、技术措施
可针对循环冷却效果不佳的问题可采用以下几项技术措施:
1.为循环水池补水,增加循环水池的蓄水量,以在保证足够的循环水量来冷却运行中发生器。蓄水量最好达到整个水池的2/3左右,同时要注意循环水产生倒流溢出地漏。
2.撤掉原来小功率的循环水泵,换大功率的循环水泵,在以保证提高循环水压力后,仍保持最大的循环水的流量。
3.地漏的管径必须按原设计DN100进行更换,为提高循环水的压力提供必要的条件,即保证洗涤器冷却水的正常循环时不至于溢出。
若延长一下循环水的路径或增设一个凉水池,那样做循环水冷却效果就会更好,作用更大(这是今后研究的课题之一)。
四、操作的调整与改进
技术措施采用后,仍需要员工改进操作方式,调整操作步骤。建议员工采用以下操作,控制工艺指标。
1.从发生反应开始,操作人员就应该将工作压力控制在0.07~0.08 MPa,最高也不要超过0.09 MPa, 以防热量逐渐积蓄。这是与冷却循环水相匹配的重要指标。
2.发生反应用水控制在0.2 MPa,循环水压力必须调整到0.2~0.25MPa,以保证循环水的流速和流量。
3.必须根据实际情况掌握排渣时间。每隔40min排渣1次,是指各项工艺指标都在规定之内的一般情况。如工作压力偏高或反应温度上升过快,这2个指标有一项超标,就应该进行排渣、上水。这个排渣与每40min排一次渣不同,而是排渣阀的操纵杆顺时针转动最多不超过45°,排渣时间控制在4s之内。虽然排渣次数略多一点,乙炔产生的时间略长一点,从某种程度上说,虽然造成一点电石或乙炔气的浪费,却保证了发生工艺的安全。
技术措施的采用,操作的改进与调整,控制住发生器运行中反应的温度是没问题的。