淺析聚烯烴行業(yè)氣力輸送系統(tǒng)現(xiàn)狀

王彥成，王 杰

（寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司，寧夏銀川 750411）

0 引言

聚烯烴行業(yè)的氣力輸送系統(tǒng)看起來技術(shù)含量比較低，但是輸送系統(tǒng)本身確實(shí)有很多技術(shù)難題和細(xì)節(jié)需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)來解決和完善。目前國際氣力輸送系統(tǒng)有兩個(gè)最知名的企業(yè)，分別是德國澤普林公司和德國科倍隆公司，這兩家公司所擅長的業(yè)務(wù)領(lǐng)域也不一樣，澤普林公司擅長的是聚烯烴行業(yè)，科倍隆公司擅長的是聚酯行業(yè)，由于科倍隆和澤普林有自己的閥門產(chǎn)品，在這一方面這兩家公司還有價(jià)格和服務(wù)優(yōu)勢。這兩家在產(chǎn)品開發(fā)上也是嚴(yán)格控制質(zhì)量和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)，每個(gè)公司都有自己擅長的閥門型號和尺寸，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上更是嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量和風(fēng)險(xiǎn)控制，國內(nèi)比較知名的有上海金申德和上海博隆等。因?yàn)楣腆w物料閥門的生產(chǎn)和選型同物料的特性緊密相關(guān)，每種物料和型號的閥門都要經(jīng)過長期的試驗(yàn)檢驗(yàn)和生產(chǎn)裝置上的長期驗(yàn)證，所以在氣力輸送系統(tǒng)上面即使是其他氣力輸送廠家所做的系統(tǒng)，閥門的選用大多要采用這兩家的閥門。據(jù)了解國際上大型氣力輸送系統(tǒng)都是由澤普林和科倍隆來做的，因?yàn)檫@兩家有自己的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，同時(shí)也能自行生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)閥、換向閥等關(guān)鍵設(shè)備。

1 聚丙烯裝置的氣力輸送系統(tǒng)工藝流程

以美國英力士工藝聚丙烯裝置的氣力輸送系統(tǒng)為例做工藝流程簡介。

（1）脫氣倉至粉料進(jìn)料料斗的粉料輸送線：采用氮?dú)庹龎合∠嚅]式輸送方式，連續(xù)操作。來自脫氣倉的聚丙烯粉料樹脂，通過旋轉(zhuǎn)閥加入輸送管線中。利用氮?dú)鈮嚎s機(jī)出口的壓縮氮?dú)?，將粉料樹脂輸送至擠壓機(jī)上方的粉料進(jìn)料料斗，輸送氮?dú)饨?jīng)粉料進(jìn)料料斗頂部的自動(dòng)反吹袋濾器過濾后返回至氮?dú)鈮嚎s機(jī)入口，循環(huán)使用。壓縮機(jī)出口設(shè)置出口冷卻器，用于移除氣體的壓縮熱，避免輸送氣體過熱；在壓縮機(jī)入口設(shè)置入口冷卻器。用于降低壓縮機(jī)入口溫度，同時(shí)在壓縮機(jī)入口設(shè)置有保護(hù)過濾器，具體流程如圖1 所示。

圖1 氣力輸送系統(tǒng)工藝流程

（2）擠壓機(jī)至顆粒摻混料倉的粒料輸送線：流程同摻混料倉至淘析單元的輸送線基本一樣。

（3）摻混料倉摻混線和摻混料倉至淘析單元的輸送線：采用正壓稀相開式輸送方式，間斷操作。摻混料倉中的聚丙烯顆粒，通過旋轉(zhuǎn)閥、換向閥、氣動(dòng)蝶閥及在線噴射器加入氣流輸送管線中，最終輸送至摻混料倉或者淘洗單元。氣源由壓縮機(jī)提供，壓縮機(jī)出口分別設(shè)置有氣體冷卻器及在線過濾器（與水分離器一體化設(shè)計(jì)）。

（4）淘析單元：主要功能是將產(chǎn)品顆粒中的粉塵及拉絲料脫除。其主要由淘析器、淘析風(fēng)機(jī)及袋濾器組成。氣流輸送來自摻混料倉的粒料加速進(jìn)入淘析器，在顆粒料和淘析風(fēng)機(jī)過來的逆氣流間較高相對速度的作用下，將較小、較輕的灰塵和纖維狀成份自較大顆粒中被有效的分離出去。經(jīng)淘析器淘析后，產(chǎn)品顆粒經(jīng)淘析器底部旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入至包裝料倉的氣流輸送線中；同時(shí)夾帶粉塵和纖維狀成份的氣流經(jīng)袋濾器分離放空，粉塵及拉絲料經(jīng)袋濾器底部旋轉(zhuǎn)閥排出回收。

（5）淘析單元至包裝料倉的輸送線：采用正壓稀相開式輸送方式，間斷操作。淘析后的產(chǎn)品顆粒，通過旋轉(zhuǎn)閥，利用羅茨風(fēng)機(jī)過來的壓縮空氣將產(chǎn)品粒料輸送至包裝料倉中。風(fēng)機(jī)出口分別設(shè)置有氣體冷卻器及在線過濾器。

2 氣力輸送系統(tǒng)主要設(shè)備

（1）氣源：選用壓縮機(jī)或羅茨風(fēng)機(jī)，一般脫氣倉至淘洗單元的所有輸送線都選用壓縮機(jī)，可以達(dá)到較高的出口壓力，也可在在輸送管堵管后達(dá)到較高的出口壓力時(shí)，可以直接吹通管線，不需要拆管卸料，國內(nèi)所有的風(fēng)送系統(tǒng)配套的壓縮機(jī)都是選用德國AERZEN 的進(jìn)口產(chǎn)品，形成系列產(chǎn)品，規(guī)格型號一應(yīng)俱全，使得能耗得到很好的控制，使用中存在的主要問題是支撐球軸承間隙變大，壓縮機(jī)振動(dòng)隨之增大，頻繁更換軸承，壓縮機(jī)檢修間隔期太短。

（2）油冷卻采用風(fēng)冷，導(dǎo)致撤熱不及時(shí)，油溫偏高，軸承長期高溫運(yùn)行，油溫壓力如圖2 所示。

圖2 油溫壓力

（3）摻混壓縮機(jī)電機(jī)沒有配備變頻器，導(dǎo)致壓縮機(jī)頻繁啟?；蚴墙?jīng)常低負(fù)荷、無負(fù)荷運(yùn)行，增大磨損、造成能耗增大。

（4）導(dǎo)致未考慮西北地區(qū)風(fēng)沙天氣多、煤制烯烴裝置空氣質(zhì)量差等情況，入口過濾器過濾效果不好，導(dǎo)致壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子容易結(jié)垢磨損，如圖3 所示。

圖3 結(jié)垢磨損的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子

公司后期采購1 臺(tái)無錫壓縮機(jī)生產(chǎn)的無油雙螺桿壓縮機(jī)，潤滑油系統(tǒng)使用水冷卻，入口過濾器能耗基本與AERZEN 壓縮機(jī)相當(dāng)，至今已使用6 年，使用情況良好，只是油系統(tǒng)密封不好，漏點(diǎn)較多。

羅茨風(fēng)機(jī)可以是國產(chǎn)也可以是進(jìn)口，據(jù)了解國際上最好的羅茨風(fēng)機(jī)是德國的AERZEN產(chǎn)品，現(xiàn)在一般選用國產(chǎn)風(fēng)機(jī)，如章丘鼓風(fēng)機(jī)或長沙鼓風(fēng)機(jī)，使用狀況均很良好。

（5）旋轉(zhuǎn)閥、換向閥、氣動(dòng)蝶閥、氣動(dòng)滑板閥：目前國內(nèi)大型裝置的旋轉(zhuǎn)閥和換向閥基本上選用澤普林和科倍隆的產(chǎn)品，少部分裝置使用法國NEU或國產(chǎn)科里博恩（中國科學(xué)院力學(xué)研究所下屬），公司使用過科倍隆、澤普林和意大利GOVINI 的旋轉(zhuǎn)閥和換向閥，科倍隆的旋轉(zhuǎn)閥和換向閥使用狀況均很良好，長期運(yùn)行未出現(xiàn)過問題，澤普林的旋轉(zhuǎn)閥軸封及填料繩質(zhì)量一般，頻繁出現(xiàn)粉料泄漏或旋轉(zhuǎn)閥卡停，進(jìn)而導(dǎo)致軸承進(jìn)粉料，由于是脂潤滑軸承，潤滑脂與粉料會(huì)板結(jié)，起不到潤滑作用，導(dǎo)致軸承磨損并提前報(bào)廢，還出現(xiàn)過軸封反吹管線的流量計(jì)進(jìn)粉料導(dǎo)致堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致反吹失效的情況，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸承磨損如圖4 所示。

圖4 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子軸承磨損

意大利GOVINI 的換向閥使用狀況良好，旋轉(zhuǎn)閥的端板密封泄漏、以及轉(zhuǎn)子頂部毛刺導(dǎo)致裝置停過車。氣動(dòng)蝶閥、氣動(dòng)滑板閥絕大多數(shù)裝置都選用國外進(jìn)口，使用情況良好。

（6）物料接觸的內(nèi)處理管道：目前國際上使用效果好的輸送物料的內(nèi)處理管道是德國Butting 的產(chǎn)品，國內(nèi)的輸送系統(tǒng)與物料接觸的管道采用這家的產(chǎn)品，在輸送過程中產(chǎn)生的粉料和條絲狀料較少，目前國際上對固體物料的粉塵和條絲狀料含量檢測標(biāo)準(zhǔn)主要就是FEM2482《TEST METHOD TO DETERMINE THE CONTENT OF FINES AND STREAMERS IN PLASTIC PELLETS》，但是由于成本較高，無法在裝置上實(shí)際應(yīng)用，所以最終只能以摻混料倉袋濾器、淘洗器后置袋濾器的廢料收集量以及成品粒料含粉量來評價(jià)。還有一家德國RFF 也可制造，只是產(chǎn)品系列少，所以基本不選用。

（7）輸送系統(tǒng)的重要部件淘洗器。澤普林的淘洗器是澤普林德國總部生產(chǎn)，做工精良，且淘洗分離效果良好，能保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量，且由于前系統(tǒng)產(chǎn)生的粉料和拉絲料較少，所以袋濾器底部回收的廢料也比較少。上海博隆自主設(shè)計(jì)制造的淘洗器在公司UNIPOL 聚乙烯裝置開車時(shí)出現(xiàn)淘洗不徹底的現(xiàn)象，導(dǎo)致包裝線最終產(chǎn)品質(zhì)量不合格，后期重新反復(fù)設(shè)計(jì)制造淘洗器也滿足了質(zhì)量要求。

現(xiàn)在也有用除粉器代替淘洗單元，安裝在包裝機(jī)的上方，效果要比淘洗器好，而且還可以降低鋼結(jié)構(gòu)的框架高度，設(shè)備布置簡單容易的多。

（8）冷卻器、過濾器、袋濾器等設(shè)備均為石化常規(guī)設(shè)備。

3 結(jié)束語

目前國際上的輸送系統(tǒng)廠家很多，國內(nèi)生產(chǎn)廠家也比較多。由于國內(nèi)廠家實(shí)力相差大，所以在輸送系統(tǒng)招標(biāo)時(shí)應(yīng)對輸送系統(tǒng)的分包商名單提出嚴(yán)格要求，并且一定要做好系統(tǒng)供貨商的考察和調(diào)研以及了解同類裝置實(shí)際應(yīng)用的情況，確保氣力輸送系統(tǒng)不存在大的問題，影響整體裝置的試運(yùn)行、正常生產(chǎn)運(yùn)行，為業(yè)主提供最大化利益。