磺枪弯曲原因分析

2025-03-06

前言

在硫磺制酸装置的生产过程中,磺枪的枪身可能会出现弯曲现象,尤其在装置停车后更为明显。通常情况下,枪身会向上弯曲。

一、磺枪弯曲理论分析:

磺枪通常选用316L或310S等材质制造。为了确保材质的机械强度和稳定性,通常会控制其使用温度。例如,316L可在750℃以下连续使用;310S则可在1150℃以下连续使用。这两种材质均能满足焚硫炉的使用要求。然而,金属的热膨胀系数会随温度的变化而变化。根据资料,310S的热膨胀系数为:每升温100℃时为66.9μm/m,每升温200℃时为124.4μm/m,每升温500℃时为289.3μm/m,每升温800℃时为496.0μm/m,每升温1100℃时为722.8μm/m。由此可见,随着温度的升高,材料的膨胀量显著增加。在磺枪不均匀受热的情况下,两侧的温度差异会导致材质膨胀量不同,从而引起磺枪弯曲。当枪身向上弯曲时,表明枪身下部的温度高于上部,下部的膨胀量也因此大于上部的膨胀量。

二、磺枪保温蒸汽的使用:

1、 磺枪在制造之初就设计了保温夹套蒸汽系统。在开车前,磺枪保温蒸汽的主要作用是疏通磺管,确保液硫能够顺畅流动;而停车后,其作用则是带走焚硫炉对磺枪的辐射热,从而保护磺枪免受损坏。

2、在开车准备阶段,为了迅速使磺枪内的硫磺熔化,应尽量增大通过磺枪的蒸汽量,并确保有足够的换热时间。因此,磺枪保温蒸汽的出口不宜设置疏水器,但可以稍微关小阀门,以保证蒸汽均匀通过磺枪并提供充足的换热时间。

3、在装置运行过程中,液硫持续在磺枪中流动,因此不会出现堵塞情况。同时,干燥空气也会沿着磺枪的方向进入焚硫炉。干燥空气的温度取决于风机的设置:若是塔前风机,温度通常约为65℃(根据干燥酸温的控制略有不同);若是塔后风机,温度也不会超过120℃。这些空气对磺枪起到冷却作用,从而保护磺枪不被烧坏。因此,在装置运行期间,磺枪保温蒸汽的作用相对较小,可以选择关闭或保持开启状态。

4、在装置停车后,干燥空气停止进入,焚硫炉高达900度的辐射热会迅速传递到磺枪。此时,必须及时通入磺枪保温蒸汽,以带走热量,防止磺枪被烧坏。需要注意的是,保温蒸汽经过加热后会变成过热蒸汽,因此严禁在出口设置疏水阀,否则蒸汽将无法通过,热量也无法被带走。通入的蒸汽量应足够大,并且出口应稍微关小,以确保整个磺枪内部充满蒸汽。

5、在排出保温蒸汽的初期,由于蒸汽是饱和状态,可以观察到白色的烟。当蒸汽加热后变成过热蒸汽,白烟将消失,这可能会造成没有通入蒸汽的假象。如果看不到白烟,应再次开大保温蒸汽,直至有白烟冒出。这是因为只有过热蒸汽排出时,无法判断磺枪的热量被带出的程度,可能磺枪仍处于较高温度范围。而有白烟排出则表明蒸汽尚未完全过热,磺枪的温度也得到了有效保证。

三、可能导致弯曲的原因:

1、磺枪内部保温蒸汽分布不均,主要是由于通入的蒸汽量不足所致。保温蒸汽受热后在上部区域聚集,而下部区域则缺乏或仅有少量蒸汽。由于上部区域有蒸汽进行热量交换,温度相对较低;相反,下部区域因缺乏蒸汽进行热交换,温度较高,导致下部区域的热膨胀量大于上部区域,最终造成磺枪发生弯曲。

2、装置停车后,焚硫炉进口的蝶阀可能因密封不严或停车后容易卡死而无法打开,或者由于人为原因未完全关闭。此时,焚硫炉内的高温烟气会沿着磺枪的反方向扩散至进口烟气管道,从而形成自下而上的温度梯度,即下部温度高于上部。此外,若保温蒸汽未能及时开启(尤其是在拆卸磺枪的过程中,此过程耗时较长),或者通入的保温蒸汽量不足,又或是蒸汽出口处安装了疏水器,导致枪身的辐射热无法被及时移除(移除量不足),则磺枪也会产生温差,最终造成磺枪弯曲。