Серни кондензатори: какво сме виждали в полето

Серни кондензаторине са бляскаво оборудване. Но в единиците за възстановяване на сяра те са абсолютно критични. Сбъркайте ги и ще имате работа със запушени тръби, корозирали тръбни листове и серни пожари. Направете ги правилно и те ще работят години с минимално внимание.

Ние сме проектирали, инсталирали и отстранявали проблеми със серни кондензатори в рафинерии и заводи за преработка на газ. Ето какво всъщност сме виждали да работи-и какво не.

Какво всъщност прави серният кондензатор

В единица за възстановяване на сяра (процес на Клаус), сярата напуска реакционната пещ и конверторите като пара, смесена с технологичен газ. Серният кондензатор охлажда този поток, кондензира елементарната сяра в течна сяра и я отделя от газа.

След това течната сяра отива за съхранение или втвърдяване. Останалият газ-сега изчерпан от сяра-отива в следващия етап на конвертор или за изгаряне.

Критичното предизвикателство: сярата кондензира при около 120–160 градуса, в зависимост от налягането. Под около 115 градуса сярата става изключително вискозна (някои форми на сяра могат да достигнат 10 000 cP). Над около 160 градуса не кондензира. Трябва да поддържате температурата на стената на тръбата в тесен прозорец-обикновено 130–145 градуса -за ефективна работа.

Двата вида, които всъщност виждаме

• Водоохлаждаща-корпус-и-тръба: технологичният газ тече през тръбите (или корпуса), охлаждаща вода от другата страна. Това е най-често срещаният тип в по-големите SRU.
• С въздушно{0}}охлаждане (вентилатор-с перки): околният въздух духа върху тръби с перки. По-рядко срещани, използвани в-места с недостиг на вода или по-малки единици.

И в двата случая тръбите обикновено са разположени вертикално или леко наклонени-не хоризонтално. защо Течната сяра се оттича по-добре от вертикални повърхности. Хоризонталните тръби могат да задържат течна сяра в дъното на тръбата, което създава проблеми със втвърдяването и запушването.

Оперативният прозорец: По-тесен, отколкото си мислите
Ето температурното предизвикателство в реални числа.

Тръбни листове и тръбни материали: това, което ние определяме

Серните кондензатори имат уникален проблем с корозията. Процесният газ съдържа серен диоксид, сероводород и водна пара. Когато се охладят под точката на оросяване, те образуват сярна и сярна киселини.

Нашият материален опит:

• Тръбни листове: въглеродна стомана с допуск за корозия е незначителна. Виждали сме питинг за 5 години. Сега ние определяме 304L или 316L плакирани за лицевата страна на тръбния лист.
• Тръби: въглеродната стомана може да работи с добра устойчивост на корозия, но 304L или 316L е по-безопасна. За мокри услуги 316L е минимумът.
• Черупка: въглеродната стомана обикновено е фина, с допустима корозия.
• Фланци и уплътнения: използвайте графит или спирала-навита с графитен пълнител. PTFE уплътненията НЕ са за работа със сяра-сярата разгражда PTFE при повишени температури.

Веднъж видяхме завод да използва тръби 304L и тръбни листове от въглеродна стомана. Тръбната ламарина е корозирала около отворите на тръбата-корозия в пукнатините. Съединенията на тръбите протекоха. Заводът трябваше да смени цялата тръбна плоча след 3 години. Допълнителният разход за облицован тръбен лист би бил около 20% от цената за подмяна.

Оформление на тръбата: права вертикална, без U{0}}тръби

Научихме това по трудния начин. U-тръбните снопове в серните кондензатори създават мъртви крака, където течната сяра се натрупва и втвърдява. Уловената сяра се разширява при нагряване и може да разцепи тръбата.

Нашата спецификация: прави вертикални тръби с долно оттичане. Тръбният лист в долната част позволява течната сяра да се оттича свободно.

Стъпка на тръбата: използвайте квадратна стъпка (не триъгълна), за да позволите ленти за почистване. Ако използвате триъгълна стъпка, не можете да пръчкате тръбите, ако се запушат. А при обслужването със сяра запушването на тръбите не е въпрос на „ако“-а „кога“.

Рискът от пожар, който никой не споменава

Твърдата сяра изгаря. Гори много горещо и създава газ серен диоксид, който е токсичен и корозивен.

Нашият контролен списък за превенция:

• Инсталирайте температурни сензори върху корпуса в няколко точки
• Ако се използва парно отопление, уверете се, че кондензатът се оттича свободно
• Никога не позволявайте нивото на течната сяра да се повиши над тръбния сноп (нивелираната юзда и -алармата за високо ниво са от съществено значение)
• Имайте система за пречистване с азот за спешни случаи

Поддръжка: Практическата реалност

Поддръжката на серния кондензатор не е бляскава. Но е необходимо.

Какво препоръчваме:

Отвори-за продухване: монтирайте в долната част на двете страни на корпуса и тръбата (ако е приложимо), за да източите течната сяра по време на спиране.

Връзки Clean{0}}in-(CIP): връзка за пара или гореща вода за топене и промиване на сярата от тръбите.

Отвори: достатъчно големи за достъп до тръбния лист. 500 mm коридор е по-добър от 300 mm.

Пространство за теглене на тръбите: вертикалните тръби се нуждаят от разстояние над главата. Виждали сме заводи да инсталират кондензатори с недостатъчна височина за отстраняване на тръбния сноп-тази грешка струва много по-късно.

Оперативен контролен списък за серни кондензатори

Преди стартиране-, по време на работа и по време на изключване:

• Контрол на температурата – температура на изходящия газ 135–145 градуса. Не под 120 градуса.
• Ниво на течна сяра – поддържайте под тръбния сноп. Използвайте аларми за ниво.
• Поток на охлаждаща вода – управление по температура, а не по поток. Байпасно управление, а не дроселиране.
• Инспекция – месечни визуални проверки на тръбния лист и краищата на тръбите за корозия или серни мостове.
• График на почистване – въз основа на спад на налягането, а не на календар. Ако спадът на налягането се повиши над проектното, насрочете почистване.
• Подготовка за зимата – ако устройството може да работи офлайн при студено време, помислете за топлинно проследяване или парна подложка, за да предотвратите замръзване на сяра.
• Аварийно изключване – продухване с азот и източване на цялата течна сяра, преди модулът да се охлади под 120 градуса.