浅谈几种液氯输送方式的比较

2013-04-02

浅谈几种液氯输送方式的比较

本文简要介绍了液态氯气作为高度危害有毒介质几种常见的输送方法，对双隔离套磁力驱动液氯液下泵、干气密封式液下泵、屏蔽泵等输送设备进行了比较，总结了双隔离套磁力驱动液氯液下泵在液氯输送方面的优势。
前言根据GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》，氯气是一种高度危害介质，属于危险化学品，因此对液态氯气输送的安全性要求很高。传统的液氯加压输送方式是汽化槽加压法，20世纪末，干气密封式液下泵开始在液氯输送方面使用，随后又出现了屏蔽泵和双隔离套磁力驱动液氯液下泵。目前，干气密封式液下泵是普遍采用的液氯输送设备，但存在密封不良、污染环境等问题，屏蔽泵在液氯输送方面对装置汽蚀余量要求较高，一般安装在地坑中，操作维修难度大。而双隔离套磁力驱动液氯液下泵避免了上述问题，成为目前比较先进的液氯输送设备。 1、液氯输送方式 1．1 汽化槽加压法用热水使汽化槽内的液氯重新汽化产生高压来输送储罐内液氯，重新进料时需排气降压，只能间断操作，不适合压力较高的输送，更有因为汽化槽内液氯中的三氯化氮（NCl3）积聚而引起爆炸的危险，因此操作中在汽化槽内的液氯还剩1/3时就必须排空，尾气量大，能耗高，危险性大。此种充装方式能源浪费。 1．2 干空气加压法用经过干燥的压缩空气（或氮气）对液氯贮罐内的液氯进行加压输送，送完后，废气抽空，重新加入液氯。不能连续输送和高压力输送，废气处理量大，能耗大。对干空气水分含量要求很高，否则会对储罐、管路和设备严重腐蚀，造成事故隐患。 1．3 需要干气密封的液氯液下泵法此液氯液下泵直接安装在液氯中间储罐的上端法兰开口处。采用离心式多级液氯泵处理液氯，可实现液氯的连续输送和罐装；可实现大流量、高扬程，液氯储罐不必再承受干空气或汽化过程施加的高压，可以消除了由于液氯中三氯化氮的积聚而引起爆炸的危险。但它的缺点是需要连续不断的干气隔离密封，如氮气或干燥空气，干气的压力要大于液氯的汽化压力，不断产生的混合尾气需要回收处理；在使用时，一般采用压缩干燥空气进行隔离密封，如果干燥空气质量不好（含水量高），将对设备和管路产生腐蚀；另外，此泵轴细长，泵多长轴多长，属于柔性轴；此轴与液氯和密封混合气接触，容易损坏，维修比较麻烦，维修成本高。 1、4 屏蔽泵法屏蔽泵属于完全无泄漏泵，密封性能优良，可以避免液氯的泄漏；屏蔽泵是从液氯储罐底部抽取液氯，可以消除了由于液氯中三氯化氮的积聚而引起爆炸的危险；由于屏蔽泵的转速一般为2950转/分，泵汽蚀余量较高，所以屏蔽泵对装置汽蚀余量要求很高，必须安装在液氯贮罐下4至6米的深坑中。缺点是容易汽化，若损坏严重需返厂维修。 1、5 卧式磁力泵法磁力泵同屏蔽泵一样，也属于完全无泄漏泵，密封性能优良，可以避免液氯的泄漏；也是从液氯储罐底部抽取液氯，可以消除了由于液氯中三氯化氮的积聚而引起爆炸的危险；由于磁力泵的转速一般为2950转/分，泵汽蚀余量较高，所以磁力泵对装置汽蚀余量要求很高，必须安装在液氯贮罐下4至6米的深坑中。磁力驱动液氯泵有两种形式，一种是单隔离套结构，另一种是双隔离套结构；根据我们的经验，建议选用双隔离套结构，它的密封性将更加安全可靠，可实现稳定的、安全可靠的双重密封；而单隔离套结构如果隔离套破损，液氯将泄漏到大气中。 1、6 双隔离套磁力驱动液氯液下泵法此液氯液下泵采用双隔离套结构、磁力驱动，不需要干气隔离密封，无尾气处理，无干气和氯气损耗，可实现完全无泄漏；此泵直接安装在液氯中间储罐的上端法兰开口处。从中间罐底部抽取液氯，可实现液氯的连续输送和罐装；可实现大流量、高扬程，液氯储罐不必再承受干空气或汽化过程施加的高压，可以消除了由于液氯中三氯化氮的积聚而引起爆炸的危险。此泵可实现内部自动排气，根据实际需要可以随时开泵、随时停泵。 2、各种液氯泵的比较 2.1 液氯液下泵方案和卧式液氯泵方案之间的比较液氯液下泵包括需要干气密封的液氯液下泵和双隔离套磁力驱动液氯液下泵，卧式液氯泵包括屏蔽泵和卧式磁力泵；液氯液下泵直接安装在液氯中间罐上, 屏蔽泵安装在液氯储罐外；液氯液下泵一般采用4极转速(1500转/分)电机,泵汽蚀余量小,液氯储罐相对高度低,节约建设和安装费用; 卧式液氯泵一般采用2极转速(3000转/分)电机,泵汽蚀余量大,液氯储罐相对高度较大,建设和安装费用增大;也有的在液氯储罐附近挖地坑,把泵安装在地坑内,但此种方式需要保证地坑通风良好(增加强制风扇),因为氯气密度大,若有泄漏氯气将积聚在地坑中。 2、2 卧式磁力驱动液氯泵和液氯屏蔽泵的比较：序号内容卧式磁力驱动液氯泵液氯屏蔽泵 1 驱动方式磁力驱动屏蔽电机驱动 2 关键密封部件双层隔离套单层屏蔽套 3 安全比较采用双隔离套结构,实现双重静密封,确保安全性单层屏蔽套,泄漏时将直接进入电机定子腔, 腐蚀电机绝缘漆,使液氯直接与高压电源接触,存在不可预料的危险. 4 液氯带走热能比较磁力泵只是需要液氯将隔离套磁损热量带走，泵可以随时停车和开车不仅需要液氯带走屏蔽套磁损热量,而且屏蔽电机产生大量的热也需要液氯带走,特别是停泵后泵腔内液氯不流动,屏蔽泵整体温度升高,泵腔内液氯汽化,再启动很困难或需要很长时间才能进行第二次启动; 5 泄漏监测在两个隔离套间引出仪表接口,可监测第一层隔离套的密封性单层屏蔽套，无法实现 6 结构与维修泵与电机分体结构，采用标准电机结构简单,可现场更换任何零部件不需要返厂；成本低泵与屏蔽电机为一整体,结构复杂,现场很难维修,损坏必需返厂维修；成本高 2、3 双隔离套磁力驱动液氯液下泵与需要干气密封的液氯液下泵比较：序号内容磁力驱动液氯泵氮气密封液氯泵 1 密封形式磁力驱动,不需要干气密封需要干气流动隔离密封 2 密封安全性所有密封点都采用密封垫,属于静密封,安全可靠,可保证零泄漏填料加干气流动隔离密封,属于动密封,不能保证完全无泄漏 3 压力波动对密封性的影响液氯储罐气相压力波动仍可保证零泄漏液氯储罐气相压力或氮气压力波动,将打破氯气和干气的压力平衡,产生氯气泄漏 4 结构安全性采用双隔离套结构,实现双重静密封,确保安全性无 5 自动控制在两个隔离套间引出仪表接口,可监测第一层隔离套的密封性无 6 干气消耗无干气消耗干气流动隔离密封,干气每天消耗量很大 7 氯气损耗无氯气损耗氯气每时每刻都要被流动的干气带走,损耗量很大 8 尾气排放无尾气排放有大量氯气和干气的混合尾气要不间断地排放和回收 9 轴多轴结构,刚性轴,不容易变形，只有下端一根短轴与液氯接触只有一根轴(很长),柔性轴,容易变形且与液氯接触面积大 10 维修积木原理,维修简单细长轴,维修复杂 11 干气对氯气纯度的影响无需干气，没有影响干气压力要大于氯气压力，有一部分干气要不断地进入氯气中，影响氯气的纯度 12 干气对设备的腐蚀无需干气，没有腐蚀如果干气质量不好，将对设备产生严重腐蚀 3、小结氯气是一种高度危害介质，属于危险化学品，因此对液态氯气输送的安全性要求很高，在选择方案时，一定要考虑在各种边界条件下的安全性，在以往的液氯泄漏事故中，都是对边界条件下的安全性考虑不足。双隔离套磁力驱动液氯液下泵，已经考虑了对各种边界条件下输送液氯的安全性，是目前国内比较先进的液氯输送方式，安全可靠，安全系数较高，维修简单。只要在使用过程中控制液氯中的酸泥和系统中机械杂质，就能保证其安全平稳长周期运行，目前我单位四台双隔离套磁力驱动液氯液下泵在正常运行。参考文献 [1]液氯输送采用屏蔽泵和液下泵的对比分析—化工生产与技术胡东加 1998年2月 [2] 薛敦松、钱锡俊、吴宗详．石油化工设备检修手册．中石化出版社． [3] API685-2000 石油、重化学和天然气工业用无密封式离心泵兵器工业出版社

上海帕特泵业制造有限公司

2013年04月02日星期二

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