聚烯烃装置中气力输送系统优化设计

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摘要：本文介绍了传统气力输送系统在聚烯烃生产装置中输送粉料的系统组成以及传统气力输送系统中压缩机的配备情况，阐述了这种配备情况的优缺点。总结以往设计经验，介绍了一种新型气力输送系统压缩机配备模式，此优化改造给项目节约了投资并在后期操作和维护上具有很大优势，为未来聚烯烃生产装置提供了一种新的气力输送系统设计思路。

关键词：气力输送系统；压缩机；利于检维修；降投资

1概述

气力输送系统是利用压缩气体的能量来进行粉粒状散装物料连续输送的输运技术。它由气源机械、输送管道及控制单元等组成。在电力、化工、食品处理、钢铁、冶金、建筑材料、机械制造、医药、饲料等行业具有广泛的应用。其中被输送物料的尘云如果有潜在的爆炸性，输送该种物料时就需要用氮气或其他惰性气体进行输送据2005～2015年我国粉尘爆炸次数按照粉尘种类统计，其中金属、木材、食品、硅粉、化学品类的粉体粉尘爆炸危险性最高。粉体输送过程中处于完全密闭状态，受温度和空气水分等因素的影响小，粉体不易受潮也避免了杂质的混入，对环境起到了保护作用。国内外使用惰性气体进行输送的实验研究有很多，这其中包括东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室研究的高压浓相变水分煤粉氮气气力输送工程、江苏仪征化纤股份有限公司设计安装的瓶级聚酯氮气输送系统、中石化集团宁波工程有限公司引进美国的联合碳化物公司（UCC）的年产60万吨全密度聚烯烃氮气气力输送装置等。

2聚烯烃装置粉料输送

聚烯烃生产装置通常需要配备一套气力输送系统，利用该系统完成将颗粒物料及粉料远距离输送的目的。该系统包含粉料气力输送系统、PPB外循环系统、颗粒气流输送系统、颗粒淘析系统、料仓脱气系统、料仓粉尘收集及料仓冲洗系统等。由于颗粒物料中所含粉尘含量较低，在合理使用料仓脱气系统并没有粉尘聚集的情况下没有爆炸危险性，因此颗粒料输送系统通常使用空气输送。而由于聚烯烃粉料属于与一定比例的氧气混合后，遇明火会发生爆炸的物料。因此通常采用氮气保护输送。在以往聚烯烃装置中气力输送系统粉料输送部分多采用两台压缩机，以一开一备的形式吹送氮气以闭路循环的方式输送粉料，或只使用一台压缩机，但是当压缩机出现故障时无法保证装置的正常运行。下面就以聚烯烃装置粉料输送为例介绍一种新型输送方式，新型输送方式更节约成本，节省维护费用的同时还可以确保风送系统的稳定运行。

3两种气力输送方案对比

3.1传统聚烯烃装置风力输送系统配置

石油化工粉粒料产品输送系统应设专用的气源机械，每套输送系统宜采用单元制供气方式，相应配一台气源机械。连续运转的气力输送系统常用于生产主装置中，气源机械应设有备用台，当采用单元制供气方式时，应设一台备用。因此在传统气源机械配置上，聚烯烃装置风送输送大多采用一开一备的压缩机来完成。在其中一台压缩机出现故障时，更一台备用压缩机能及时进入工作状态继续输送粉料。在传统聚烯烃装置风力输送系统配置中有以下几部分需要使用氮气闭路输送，如图1所示。（1）LINEA：利用压缩机C1将粉料缓冲料斗V0中的粉料树脂输送至种子床料仓（V1、V2、V3、V4）中，当压缩机C1出现故障时启动压缩机C2，输送方式为闭路输送。（2）LINEB：利用压缩机C1完成将种子床料仓（V1、V2、V3、V4）中的粉料树脂输送至反应器R1的操作，当压缩机C1出现故障时启动压缩机C2，输送方式为开路输送。（3）LINEC利用压缩机C1将种子床料仓（V1、V2、V3、V4）中的粉料树脂完成自身外循环，以达到冷却物料的目的，当压缩机C1出现故障时启动压缩机C2，输送方式为闭路输送。（4）LINED：利用压缩机C1将种子床料仓（V1、V2、V3、V4）中的粉料树脂输送至造粒单元粉料树脂接收料斗R2中，当压缩机C1出现故障时启动压缩机C2，输送方式为闭路输送。

3.2传统输送方式的优缺点

优点：风送系统中在粉料输送部分选择两台压缩机进行输送可以确保输送的安全性，不存在一台压缩机故障时需要停风送系统的情况。部分生产单位只选用一台压缩机进行输送，当这一台压缩机故障时需要停整套风送系统对压缩机进行检修，此时影响后处理单元的包装、影响粉料料仓的自循环，容易出现粉料结块的情况。同时压缩机检修时间长会影响后续的造粒单元，易导致造粒单元停车，损失巨大。因此通常情况下都不允许只配备一台压缩机输送粉料。缺点：两台压缩机以一开一备的形式工作时设备占地面积增大，设备费及厂房建设投资费用增加。增加一台设备会导致维护点增多，检维修的费用也会增多。

3.3新型聚烯烃装置风力输送系统配置

在新型聚烯烃装置风送系统配置中，仅需要一台压缩机压缩氮气闭路输送粉料，当压缩机出现故障时，引入管网氮气对物料进行输送，如图2所示。（1）LINEA：利用压缩机C1将粉料缓冲料斗V0中的粉料树脂输送至种子床料仓（V1、V2、V3、V4）中。当压缩机C1出现故障时，利用管网氮气进行输送，此时为开式输送。（2）LINEB：利用压缩机C1将种子床料仓（V1、V2、V3、V4）中的粉料树脂输送至反应器R1的操作。当压缩机C1出现故障时，利用管网氮气进行输送，此时为开式输送。（3）LINEC利用压缩机C1将种子床料仓（V1、V2、V3、V4）中的粉料树脂完成自身外循环，以达到冷却物料的目的。当压缩机C1出现故障时，利用管网氮气进行输送，此时为开式输送。（4）LINED：利用压缩机C1将种子床料仓（V1、V2、V3、V4）中的粉料树脂输送至造粒单元粉料树脂接收料斗R2中。当压缩机C1出现故障时，利用管网氮气进行输送，此时为开式输送。

3.4新型输送方式的优缺点

优点：节省投资，降低设备费用和厂房面积，一次投资较低。备用管网氮气启动快速，确保装置稳定运行。缺点：当使用管网氮气输送粉料时，氮气消耗量大，不适合长周期设备运行。压缩机故障修复后要切换回以压缩机的形式进行粉料的输送。

4应用业绩

在中委合资广东石化2000万吨/年重油加工工程、中国石油兰州石化分公司长庆乙烷制乙烯项目和塔里木乙烷制乙烯项目中均采用新型输送方式。目前设备已顺利开车，装置运行平稳，操作安全。

5结语

通过两种方案的对比分析可以得出结论，采用新型聚烯烃装置风力输送系统可以给项目节约投资并在后期操作和维护上具有很大优势。

参考文献：

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作者:盛庆娇 单位:大庆石化工程有限公司