聚烯烴裝置中氣力輸送系統(tǒng)優(yōu)化設計
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摘要：本文介紹了傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)在聚烯烴生產裝置中輸送粉料的系統(tǒng)組成以及傳統(tǒng)氣力輸送系統(tǒng)中壓縮機的配備情況，闡述了這種配備情況的優(yōu)缺點?？偨Y以往設計經驗，介紹了一種新型氣力輸送系統(tǒng)壓縮機配備模式，此優(yōu)化改造給項目節(jié)約了投資并在后期操作和維護上具有很大優(yōu)勢，為未來聚烯烴生產裝置提供了一種新的氣力輸送系統(tǒng)設計思路。
關鍵詞：氣力輸送系統(tǒng)；壓縮機；利于檢維修；降投資
1概述
氣力輸送系統(tǒng)是利用壓縮氣體的能量來進行粉粒狀散裝物料連續(xù)輸送的輸運技術。它由氣源機械、輸送管道及控制單元等組成。在電力、化工、食品處理、鋼鐵、冶金、建筑材料、機械制造、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)具有廣泛的應用。其中被輸送物料的塵云如果有潛在的爆炸性，輸送該種物料時就需要用氮氣或其他惰性氣體進行輸送據(jù)2005～2015年我國粉塵爆炸次數(shù)按照粉塵種類統(tǒng)計，其中金屬、木材、食品、硅粉、化學品類的粉體粉塵爆炸危險性最高。粉體輸送過程中處于完全密閉狀態(tài)，受溫度和空氣水分等因素的影響小，粉體不易受潮也避免了雜質的混入，對環(huán)境起到了保護作用。國內外使用惰性氣體進行輸送的實驗研究有很多，這其中包括東南大學潔凈煤發(fā)電及燃燒技術教育部重點實驗室研究的高壓濃相變水分煤粉氮氣氣力輸送工程、江蘇儀征化纖股份有限公司設計安裝的瓶級聚酯氮氣輸送系統(tǒng)、中石化集團寧波工程有限公司引進美國的聯(lián)合碳化物公司（UCC）的年產60萬噸全密度聚烯烴氮氣氣力輸送裝置等。
2聚烯烴裝置粉料輸送
聚烯烴生產裝置通常需要配備一套氣力輸送系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)完成將顆粒物料及粉料遠距離輸送的目的。該系統(tǒng)包含粉料氣力輸送系統(tǒng)、PPB外循環(huán)系統(tǒng)、顆粒氣流輸送系統(tǒng)、顆粒淘析系統(tǒng)、料倉脫氣系統(tǒng)、料倉粉塵收集及料倉沖洗系統(tǒng)等。由于顆粒物料中所含粉塵含量較低，在合理使用料倉脫氣系統(tǒng)并沒有粉塵聚集的情況下沒有爆炸危險性，因此顆粒料輸送系統(tǒng)通常使用空氣輸送。而由于聚烯烴粉料屬于與一定比例的氧氣混合后，遇明火會發(fā)生爆炸的物料。因此通常采用氮氣保護輸送。在以往聚烯烴裝置中氣力輸送系統(tǒng)粉料輸送部分多采用兩臺壓縮機，以一開一備的形式吹送氮氣以閉路循環(huán)的方式輸送粉料，或只使用一臺壓縮機，但是當壓縮機出現(xiàn)故障時無法保證裝置的正常運行。下面就以聚烯烴裝置粉料輸送為例介紹一種新型輸送方式，新型輸送方式更節(jié)約成本，節(jié)省維護費用的同時還可以確保風送系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
3兩種氣力輸送方案對比
3.1傳統(tǒng)聚烯烴裝置風力輸送系統(tǒng)配置
石油化工粉粒料產品輸送系統(tǒng)應設專用的氣源機械，每套輸送系統(tǒng)宜采用單元制供氣方式，相應配一臺氣源機械。連續(xù)運轉的氣力輸送系統(tǒng)常用于生產主裝置中，氣源機械應設有備用臺，當采用單元制供氣方式時，應設一臺備用。因此在傳統(tǒng)氣源機械配置上，聚烯烴裝置風送輸送大多采用一開一備的壓縮機來完成。在其中一臺壓縮機出現(xiàn)故障時，更一臺備用壓縮機能及時進入工作狀態(tài)繼續(xù)輸送粉料。在傳統(tǒng)聚烯烴裝置風力輸送系統(tǒng)配置中有以下幾部分需要使用氮氣閉路輸送，如圖1所示。（1）LINEA：利用壓縮機C1將粉料緩沖料斗V0中的粉料樹脂輸送至種子床料倉（V1、V2、V3、V4）中，當壓縮機C1出現(xiàn)故障時啟動壓縮機C2，輸送方式為閉路輸送。（2）LINEB：利用壓縮機C1完成將種子床料倉（V1、V2、V3、V4）中的粉料樹脂輸送至反應器R1的操作，當壓縮機C1出現(xiàn)故障時啟動壓縮機C2，輸送方式為開路輸送。（3）LINEC利用壓縮機C1將種子床料倉（V1、V2、V3、V4）中的粉料樹脂完成自身外循環(huán)，以達到冷卻物料的目的，當壓縮機C1出現(xiàn)故障時啟動壓縮機C2，輸送方式為閉路輸送。（4）LINED：利用壓縮機C1將種子床料倉（V1、V2、V3、V4）中的粉料樹脂輸送至造粒單元粉料樹脂接收料斗R2中，當壓縮機C1出現(xiàn)故障時啟動壓縮機C2，輸送方式為閉路輸送。
3.2傳統(tǒng)輸送方式的優(yōu)缺點
優(yōu)點：風送系統(tǒng)中在粉料輸送部分選擇兩臺壓縮機進行輸送可以確保輸送的安全性，不存在一臺壓縮機故障時需要停風送系統(tǒng)的情況。部分生產單位只選用一臺壓縮機進行輸送，當這一臺壓縮機故障時需要停整套風送系統(tǒng)對壓縮機進行檢修，此時影響后處理單元的包裝、影響粉料料倉的自循環(huán)，容易出現(xiàn)粉料結塊的情況。同時壓縮機檢修時間長會影響后續(xù)的造粒單元，易導致造粒單元停車，損失巨大。因此通常情況下都不允許只配備一臺壓縮機輸送粉料。缺點：兩臺壓縮機以一開一備的形式工作時設備占地面積增大，設備費及廠房建設投資費用增加。增加一臺設備會導致維護點增多，檢維修的費用也會增多。
3.3新型聚烯烴裝置風力輸送系統(tǒng)配置
在新型聚烯烴裝置風送系統(tǒng)配置中，僅需要一臺壓縮機壓縮氮氣閉路輸送粉料，當壓縮機出現(xiàn)故障時，引入管網氮氣對物料進行輸送，如圖2所示。（1）LINEA：利用壓縮機C1將粉料緩沖料斗V0中的粉料樹脂輸送至種子床料倉（V1、V2、V3、V4）中。當壓縮機C1出現(xiàn)故障時，利用管網氮氣進行輸送，此時為開式輸送。（2）LINEB：利用壓縮機C1將種子床料倉（V1、V2、V3、V4）中的粉料樹脂輸送至反應器R1的操作。當壓縮機C1出現(xiàn)故障時，利用管網氮氣進行輸送，此時為開式輸送。（3）LINEC利用壓縮機C1將種子床料倉（V1、V2、V3、V4）中的粉料樹脂完成自身外循環(huán)，以達到冷卻物料的目的。當壓縮機C1出現(xiàn)故障時，利用管網氮氣進行輸送，此時為開式輸送。（4）LINED：利用壓縮機C1將種子床料倉（V1、V2、V3、V4）中的粉料樹脂輸送至造粒單元粉料樹脂接收料斗R2中。當壓縮機C1出現(xiàn)故障時，利用管網氮氣進行輸送，此時為開式輸送。
3.4新型輸送方式的優(yōu)缺點
優(yōu)點：節(jié)省投資，降低設備費用和廠房面積，一次投資較低。備用管網氮氣啟動快速，確保裝置穩(wěn)定運行。缺點：當使用管網氮氣輸送粉料時，氮氣消耗量大，不適合長周期設備運行。壓縮機故障修復后要切換回以壓縮機的形式進行粉料的輸送。
4應用業(yè)績
在中委合資廣東石化2000萬噸/年重油加工工程、中國石油蘭州石化分公司長慶乙烷制乙烯項目和塔里木乙烷制乙烯項目中均采用新型輸送方式。目前設備已順利開車，裝置運行平穩(wěn)，操作安全。
5結語
通過兩種方案的對比分析可以得出結論，采用新型聚烯烴裝置風力輸送系統(tǒng)可以給項目節(jié)約投資并在后期操作和維護上具有很大優(yōu)勢。
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作者:盛慶嬌 單位:大慶石化工程有限公司