一种硫酸装置负压稀酸蒸汽管道结构的制作方法

1.本实用新型属于硫酸装置技术领域，具体涉及一种硫酸装置负压稀酸蒸汽管道结构。


背景技术：

2.硫酸装置利用废酸、酸性气(主要成分h2s)、雾化蒸汽和燃料气一起焚烧后制取98％的硫酸，副产品是中压蒸汽。硫酸装置是重要的环保装置之一，是实现废酸废气变废为宝的途径之一。废的稀硫酸无法直接排放，只能回收处理，稀硫酸进行浓缩提浓，是处理稀酸的重要途径之一，提浓后稀硫酸要回焚烧炉回炼，焚烧炉处若水分过大影响后续的酸冷凝过程，会导致生产的浓酸品质下降，浓度变低。稀酸真空闪蒸浓缩单元是浓缩过程中核心设备，硫酸浓缩闪蒸蒸发过程不仅与进料温度有关，而且与闪蒸压力、进料浓度及闪蒸方式都有关系。稀酸蒸汽不仅含腐蚀性介质，还是负压操作工况，更要长周期连续性操作，尽量少的弯头、管道具备足够的柔性、增加管路结构稳定性是设计中遇到的难点。现有技术中的负压稀酸蒸汽管道的壁厚较大、管口受力较大、成本也较高，不利于装置长周期运转；因此为了确保硫酸装置长周期、安全运转，合理的管道选材、满足管道柔性的前提下尽量少的弯头使用量是解决问题的关键。


技术实现要素：

3.为解决现有技术问题，本实用新型提出一种硫酸装置负压稀酸蒸汽管道结构，采用小壁厚负压真空管道的设计方案，既兼顾了管道的刚度和强度，也满足柔性设计，减小设备管口受力，保证设备安全长期运行。
4.本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种硫酸装置负压稀酸蒸汽管道结构，包括蒸发器、稀酸蒸汽立管、稀酸蒸汽水平管以及蒸汽凝结器，蒸发器的出口依次通过稀酸蒸汽立管、稀酸蒸汽水平管与蒸汽凝结器的入口相连，稀酸蒸汽立管和稀酸蒸汽水平管在蒸发器至蒸汽凝结器的方向上逐渐升高，稀酸蒸汽水平管呈u形，稀酸蒸汽水平管通过弯头与稀酸蒸汽立管相连，稀酸蒸汽水平管上设置有切断阀，蒸汽凝结器的入口方向与蒸发器的轴线延伸方向相互平行。
5.进一步的，稀酸蒸汽水平管包括两根相互平行的水平管和连接两水平管的连接管，切断阀安装在连接管上，连接管与对应的水平管通过弯头相连。
6.进一步的，稀酸蒸汽立管、稀酸蒸汽水平管采用s32750双相钢制成。
7.进一步的，在距离弯头的端部150mm处的对应稀酸蒸汽立管/稀酸蒸汽水平管上设置加强圈。
8.进一步的，稀酸蒸汽立管和稀酸蒸汽水平管的中部均套设有加强圈。
9.进一步的，加强圈包括垫板及同轴焊接在垫板外壁上的加强型钢圈，呈环状的垫板与稀酸蒸汽立管或稀酸蒸汽水平管的外壁相焊接。
10.进一步的，加强型钢圈的截面呈l形或t形。
11.进一步的，切断阀设置在支座上。
12.本实用新型中所有管道均选择耐腐蚀的alloy2507(s32750双相钢)，其具备良好的抗点腐蚀、缝隙腐蚀和均匀腐蚀的能力；自蒸发器至蒸汽凝结器的管道步步高，蒸汽凝结器入口与蒸发器的设备轴线在同一方位上，减少弯头数量；本实用新型选用最小壁厚能有效降低管道的刚度，降低管口附近及其连接处的受力，保证设备安全长期运行；同时为了避免小壁厚带来的负压环境下管道容易被抽瘪，在靠近弯头的管道上以及管道的中部或管道的适合位置设置加强圈，提供整个管道结构的强度，通过以上措施能够大大提高管道和设备的安全性，进而使整个装置乃至全厂系统可以长周期平稳运转，确保经济效益稳步提高。
13.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
14.图1是本实用新型一种硫酸装置负压稀酸蒸汽管道结构的结构示意图。
15.图2是加强圈中的加强型钢圈截面呈l形时的安装剖面图。
16.图3是加强圈中的加强型钢圈截面呈t形时的安装剖面图。
17.图4是沿对应管道径向剖切时的加强圈安装剖面示意图。
具体实施方式
18.以下结合附图及较佳实施例作进一步的详细说明。
19.一种硫酸装置负压稀酸蒸汽管道结构的实施例，如图1至图4所示，包括蒸发器1、稀酸蒸汽立管2、稀酸蒸汽水平管3以及蒸汽凝结器4，蒸发器为vcu蒸发器，蒸发器1的出口依次通过稀酸蒸汽立管2、稀酸蒸汽水平管3与蒸汽凝结器4的入口相连，蒸发器1内为需要浓缩提纯的废酸，蒸发器1至蒸汽凝结器4之间的管道(包括稀酸蒸汽立管、稀酸蒸汽水平管)步步高设置，即稀酸蒸汽立管、稀酸蒸汽水平管在蒸发器至蒸汽凝结器方向上逐渐升高，以便于蒸发器内的废酸蒸发后，酸气在稀酸蒸汽立管和稀酸蒸汽水平管中冷凝成液体后回流至蒸发器中，而水蒸气则进入蒸汽冷凝器中冷凝成液体。
20.本实施例中，稀酸蒸汽立管2为竖直设置；稀酸蒸汽水平管3呈u形管道，将稀酸蒸汽水平管看做一个整体时，可以理解为其总体为水平设置状态，但其两根相互平行的水平管31和连接两水平管的连接管32应满足步步高设置形式；本例中稀酸蒸汽水平管以5％坡向蒸发器。稀酸蒸汽水平管2的一端通过弯头5与稀酸蒸汽立管2相连，稀酸蒸汽水平管的另一端与蒸汽凝结器4相连，蒸汽凝结器4的入口方向与蒸发器1的罐体轴线延伸方向相互平行，从而能在稀酸蒸汽水平管与蒸汽凝结器的相连处节省一个弯头。每根水平管32与连接管31均通过弯头5相连，本实施例中共计设置的三个直角弯头均采用现有的长半径1.5dn弯头。稀酸蒸汽水平管上设置有切断阀6，切断阀6可安装在连接管32上，切断阀带支座61，支座61固定在相应的载体上，一方面能够支撑切断阀，还对稀酸蒸汽水平管进行稳定支撑。
21.进一步的，稀酸蒸汽立管、稀酸蒸汽水平管采用s32750双相钢制成，具备较佳的抗点腐蚀、缝隙腐蚀和均匀腐蚀的能力；双相显微组织保证了该钢具有很高的抗应力腐蚀破裂的能力，而且机械强度也很高；设计时能根据实际工况选用最小壁厚，降低管道的刚度，
具体而言，最小的管道壁厚可以降低管口受力，即降低管道与蒸发器、蒸汽凝结器接口处的管口压力，并降低成本，但过小的壁厚会使管道在负压正空态下被抽瘪，同时集中荷载处也会使管道发生变形，因此解决小壁厚负压真空管道的设计关乎整个管线能否安全长周期运行。本实施例中，为了进一步提高管道强度，防止管口连接处及管道变形，在距离弯头的端部150mm处的相应管道上设置加强圈7，加强圈7以焊接形式套接在相应的稀酸蒸汽立管/稀酸蒸汽水平管上，从而保护管道与相应弯头连接处的强度；并且，稀酸蒸汽立管、稀酸蒸汽水平管的各自管道长度大于2米时，还在稀酸蒸汽立管/稀酸蒸汽水平管的中间位置或每间隔两米设置一个加强圈，以防止管道负压工作时变形。加强圈包括垫板71及与垫板相连的加强型钢圈72，如图2，以稀酸蒸汽立管2上设置加强圈7为例，呈环状的垫板与稀酸蒸汽立管的外壁相焊接，加强型钢圈的截面呈l形，加强型钢圈焊接在垫板上，形成如图4所示的双圈形加强结构件，避免管道被压瘪。如图3，加强型钢圈的截面也可以呈t形。
22.工作时，稀酸蒸汽管道结构操作温度120℃，操作压力为
±
0.08mpa；设计温度160℃，设计操作压力为
±
0.1mpa。废酸在蒸发器中蒸发，酸气和水蒸气依次通过稀酸蒸汽立管、稀酸蒸汽水平管，酸气在管道中冷凝成液体后回流至蒸发器，水蒸气进入蒸汽冷凝器内变成液体，如此反复即可在蒸发器内得到浓酸；当蒸汽凝结器故障时，则常开的切断阀及时关断稀酸蒸汽水平管。
23.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。