- 磺槍彎曲原因分析
前言
在硫磺制酸裝置的生產(chǎn)過程中,磺槍的槍身可能會(huì)出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象,尤其在裝置停車后更為明顯。通常情況下,槍身會(huì)向上彎曲。
一、磺槍彎曲理論分析:
磺槍通常選用316L或310S等材質(zhì)制造。為了確保材質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性,通常會(huì)控制其使用溫度。例如,316L可在750℃以下連續(xù)使用;310S則可在1150℃以下連續(xù)使用。這兩種材質(zhì)均能滿足焚硫爐的使用要求。然而,金屬的熱膨脹系數(shù)會(huì)隨溫度的變化而變化。根據(jù)資料,310S的熱膨脹系數(shù)為:每升溫100℃時(shí)為66.9μm/m,每升溫200℃時(shí)為124.4μm/m,每升溫500℃時(shí)為289.3μm/m,每升溫800℃時(shí)為496.0μm/m,每升溫1100℃時(shí)為722.8μm/m。由此可見,隨著溫度的升高,材料的膨脹量顯著增加。在磺槍不均勻受熱的情況下,兩側(cè)的溫度差異會(huì)導(dǎo)致材質(zhì)膨脹量不同,從而引起磺槍彎曲。當(dāng)槍身向上彎曲時(shí),表明槍身下部的溫度高于上部,下部的膨脹量也因此大于上部的膨脹量。
二、磺槍保溫蒸汽的使用:
1、 磺槍在制造之初就設(shè)計(jì)了保溫夾套蒸汽系統(tǒng)。在開車前,磺槍保溫蒸汽的主要作用是疏通磺管,確保液硫能夠順暢流動(dòng);而停車后,其作用則是帶走焚硫爐對(duì)磺槍的輻射熱,從而保護(hù)磺槍免受損壞。
2、在開車準(zhǔn)備階段,為了迅速使磺槍內(nèi)的硫磺熔化,應(yīng)盡量增大通過磺槍的蒸汽量,并確保有足夠的換熱時(shí)間。因此,磺槍保溫蒸汽的出口不宜設(shè)置疏水器,但可以稍微關(guān)小閥門,以保證蒸汽均勻通過磺槍并提供充足的換熱時(shí)間。
3、在裝置運(yùn)行過程中,液硫持續(xù)在磺槍中流動(dòng),因此不會(huì)出現(xiàn)堵塞情況。同時(shí),干燥空氣也會(huì)沿著磺槍的方向進(jìn)入焚硫爐。干燥空氣的溫度取決于風(fēng)機(jī)的設(shè)置:若是塔前風(fēng)機(jī),溫度通常約為65℃(根據(jù)干燥酸溫的控制略有不同);若是塔后風(fēng)機(jī),溫度也不會(huì)超過120℃。這些空氣對(duì)磺槍起到冷卻作用,從而保護(hù)磺槍不被燒壞。因此,在裝置運(yùn)行期間,磺槍保溫蒸汽的作用相對(duì)較小,可以選擇關(guān)閉或保持開啟狀態(tài)。
4、在裝置停車后,干燥空氣停止進(jìn)入,焚硫爐高達(dá)900度的輻射熱會(huì)迅速傳遞到磺槍。此時(shí),必須及時(shí)通入磺槍保溫蒸汽,以帶走熱量,防止磺槍被燒壞。需要注意的是,保溫蒸汽經(jīng)過加熱后會(huì)變成過熱蒸汽,因此嚴(yán)禁在出口設(shè)置疏水閥,否則蒸汽將無(wú)法通過,熱量也無(wú)法被帶走。通入的蒸汽量應(yīng)足夠大,并且出口應(yīng)稍微關(guān)小,以確保整個(gè)磺槍內(nèi)部充滿蒸汽。
5、在排出保溫蒸汽的初期,由于蒸汽是飽和狀態(tài),可以觀察到白色的煙。當(dāng)蒸汽加熱后變成過熱蒸汽,白煙將消失,這可能會(huì)造成沒有通入蒸汽的假象。如果看不到白煙,應(yīng)再次開大保溫蒸汽,直至有白煙冒出。這是因?yàn)橹挥羞^熱蒸汽排出時(shí),無(wú)法判斷磺槍的熱量被帶出的程度,可能磺槍仍處于較高溫度范圍。而有白煙排出則表明蒸汽尚未完全過熱,磺槍的溫度也得到了有效保證。
三、可能導(dǎo)致彎曲的原因:
1、磺槍內(nèi)部保溫蒸汽分布不均,主要是由于通入的蒸汽量不足所致。保溫蒸汽受熱后在上部區(qū)域聚集,而下部區(qū)域則缺乏或僅有少量蒸汽。由于上部區(qū)域有蒸汽進(jìn)行熱量交換,溫度相對(duì)較低;相反,下部區(qū)域因缺乏蒸汽進(jìn)行熱交換,溫度較高,導(dǎo)致下部區(qū)域的熱膨脹量大于上部區(qū)域,最終造成磺槍發(fā)生彎曲。
2、裝置停車后,焚硫爐進(jìn)口的蝶閥可能因密封不嚴(yán)或停車后容易卡死而無(wú)法打開,或者由于人為原因未完全關(guān)閉。此時(shí),焚硫爐內(nèi)的高溫?zé)煔鈺?huì)沿著磺槍的反方向擴(kuò)散至進(jìn)口煙氣管道,從而形成自下而上的溫度梯度,即下部溫度高于上部。此外,若保溫蒸汽未能及時(shí)開啟(尤其是在拆卸磺槍的過程中,此過程耗時(shí)較長(zhǎng)),或者通入的保溫蒸汽量不足,又或是蒸汽出口處安裝了疏水器,導(dǎo)致槍身的輻射熱無(wú)法被及時(shí)移除(移除量不足),則磺槍也會(huì)產(chǎn)生溫差,最終造成磺槍彎曲。