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            您好,歡迎訪問RTO、RCO、RTO焚燒爐專業制造商-無錫澤川環境科技有限公司!

            低溫環境,RTO系統管道設計和常見易凍位置及處理辦法

            發布時間:2022-06-23 08:51:00 點擊:

            RTO焚燒爐、RTO、RCO專業生成廠家無錫澤川環境2022年6月23日訊 RTO系統的防凍措施,那么RTO系統中一般包含哪些設備?通常全套RTO系統組成可分為:前處理、RTO、后處理及應急旁通四個部分。前處理設備主要用于除去廢氣中的顆粒物、腐蝕性介質、汽霧等;后處理設備主要用于給RTO出口煙氣降溫,除去腐蝕性介質(二氧化硫、氮氧化物、無機酸等)及顆粒物;當系統內的廢氣濃度過高需要應急直排時,應急旁通管路能杜絕安全隱患的發生。RTO系統內這四個部分的設備,在寒冷環境下,容易凍結的位置主要有:

            (1)RTO本體易凍位置主要分布于爐體低溫區及RTO出口至后處理設備之間的垂直管道區域;

            (2)前處理及后處理設備易凍位置主要分布于循環水管道、備用的循環水泵、凈化塔出口到除濕箱之間分布的含有水汽的垂直管道;

            (3)應急旁通作為非連續工段,應急閥門兩端為死路,管道和閥門均易脹壞;

            (4)一些連接的附屬設備中,產生積液的位置也易發生凍結;

            *值得注意的是,易產生積液的設備未定期排液時,冬季時發生凍結,一旦天氣回暖,溶解在積液中的揮發性有機物大量揮發,局部過濃,造成安全隱患。

            (5)整個系統內的儀表(溫度、壓力、流量計、濃度檢測儀等)精密部位凍結等。

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            以上可總結的RTO系統內易凍結的部位主要集中在管道和儀表閥門上,今天一起來了解一下RTO系統內的管道設計和常見的易凍位置及相應的處理辦法。

            首先,何為低溫環境,最低溫度指的是什么?

            最低溫度的設計定義:一般是根據和設備在操作過程中預期的各種可能工況下可能出現的最低金屬溫度確定。

            實際上,我國北方地區兼有介質低溫和環境低溫問題,關于最低環境溫度的取值,一般參照該地區氣象資料,取歷年來月平均最低氣溫的最低值。那么在寒冷地區,滿足介質低溫以及環境低溫時,在RTO系統設計之初就需要選定合適的最低設計溫度和相適配的材料來滿足實際運行工況及環境溫度的要求。

            1、低溫環境下RTO系統內的管道設計

            RTO系統設計時,需要先預判可能出現的低溫區域,再對該區域做出相應的選值及選材。

            (1)最低設計溫度的取值

            在實際操作過程中,由于金屬壁溫不便于準確預計,通常依據介質的最低操作溫度確認設備和管道的最低設計溫度,且最低設計溫度需對應設備和管道的設計壓力,其值選擇下面列出各值中的最小值。

            ①介質連續運行最低溫度減去5~10℃;

            ②最低環境溫度(無管道伴熱時);

            ③非連續運行工況下的最低介質溫度,計算金屬壁溫。

            (2)管道、管件選材及低溫韌性要求

            低溫工況下,RTO系統中的管道、設備及相應的焊材應選擇具備足夠的起裂韌性的材料以避免起裂。為了確保材料在低溫工況下能夠安全可靠地應用,目前能驗證材料是否具有合格的起裂韌性的通用做法就是采用夏比沖擊試驗(在工程規定的試驗溫度條件下,夏比沖擊吸收功滿足規定后才能使用)。


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            在VOCs治理行業,我們常用的金屬管道當屬碳鋼和奧氏體不銹鋼,基于其化學成分及制造工藝的不同,不同牌號的鋼材對應的最低使用溫度也不一樣。GB/T20801.1和AEME B31.3規定了材料的最低使用溫度和是否要進行夏比沖擊試驗的最低要求。通常,國標碳鋼的最低使用溫度為-20℃,美標為-29℃;國標低溫碳鋼的最低使用溫度是-40℃,美標為-45℃;奧氏體不銹鋼基本上都具有較好的低溫使用性能,國標材料的最低使用溫度是-196℃,美標為-198℃。

            所以在北方地區的關鍵還是在于管道、設備及閥門的選材上,除了要考慮介質是否具有腐蝕性,還需綜合考慮,計算/估算最低設計溫度,選擇低溫碳鋼還是不銹鋼均需要綜合考量。

            我國北方寒冷地區冬季氣溫低,RTO系統內的設備和管線散熱損失大,當外環境溫度低于裝置內介質的凝固點(冰點)時,工藝管道和設備內介質會發生凝結或凍結。下面介紹一些常見的易凍位置和處理方法。

            2、RTO系統內管道常見的易凍位置和處理方法

            (1)對于已經凍結的管線,處理方法有:

            ①設備凍結后應用蒸汽或熱水解凍,碳鋼/不銹鋼管線和設備解凍應緩慢以防爆裂;

            ②禁止在密封狀態下對凍裂的管線/設備進行加熱,應先打開放空橫管由低到高解凍,垂直管由上到下解凍;

            ③對于已經凍住的金屬閥門要用溫水或少量蒸汽慢慢加熱,防止驟然受熱損壞;

            廠區操作人員還應在冬季時,加大巡查力度,及時發現問題,及時檢修。

            (2)旁通管路防凍措施:

            RTO系統正常運行時,如旁通管路過長,旁通處于關閉狀態,閥門兩端為死路,極易發生凍結易脹壞管路或緊急關斷閥,造成泄漏,影響系統的安全運行。此種情況伴熱不經濟,在冬季時,給旁通閥門一個小的開度,或在旁通閥門的兩側再接一個DN15/DN20的閥門保證有穩定介質流通。

            (3)循環水管道防凍措施:

            循環水管道直徑比較大,伴熱需要消耗大量的能量,這種情況下只能在循環水的進出口之間接一個小管徑的旁通線,使循環水流動起來,防止凍結,只需犧牲一點能量就能防止凍結。

            (4)含有水汽的垂直管道防凍措施:

            對于部分垂直安裝的氣體管道,如果氣體中含有水,正常工況下水以蒸汽形態和氣體介質混合在一起,當外界的溫度低于氣體對應的露點時水就會凝結為液態,低于冰點時就會結冰。這種水結凍的現象多發生在立管和其下面的連接彎頭、三通、閥門附近,結凍會堵塞管道甚至會脹壞管道。在這樣的情況下,可將立管和水平管90°彎頭改為45°彎頭,防止在彎頭處積液,在方便操作的立管和水平管連接的地方將水平管45°斜插入立管,垂直向下接排液閥,定期排液。

            (5)塔器加藥泵、循環水泵露天布置時防凍措施:

            ①需要自動啟動的泵,泵的進出口閥門需要打開。

            ②防止備用泵凍結→在備用泵出口設置暖泵線,從運行泵的出口止回閥后引一條細管線引至止回閥前,管線內的介質從備用泵內部回流,泵內此時有介質流動,可防止泵凍結。

            ③停工時,將泵內殘液排出。泵冷卻水進出管道中間設置旁通,讓循環水在旁通之間循環,防止管路凍結。

            ④計量泵本身管徑小,自身流速低,在寒冷地區極易凍結,需對計量泵出口加熱水伴熱。加藥罐儲罐外壁加熱水伴熱。




            目前解決凍結問題的主要方法都是需要犧牲能量去保證RTO系統安全運行?,F行有效的設計標準中尚無一個系統完善的設備、管道防凝、防凍準則,均需要結合實際情況,有選擇性地進行防凍保溫設計,在整個RTO系統設計時就需要預先考慮易凍位置的防凍措施的流程設計和結構設計的合理性,YIHEAC的工藝工程師們在給整個系統綜合考慮工況、介質及環境溫度對選材的把握及防凍措施的超前設計的同時,機械設計師在對整體設備布局時,會兼顧設計流程順暢,管線長度盡量縮短,布置合理,盡量減少管路阻力等影響,盡可能多的給我們的客戶帶來更好的設計及售后服務。

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