高塔造粒复合肥装置生产现场的过程控制管理

母绍红

(贵州开磷集团息烽合成氨有限责任公司　贵州息烽　551108)

贵州开磷集团息烽合成氨有限责任公司(以下简称开磷息烽公司)是开磷集团下属控股子公司，目前已形成年产600 kt合成氨、270 kt硝酸、400 kt硝酸铵溶液、600 kt高塔造粒(硝氯基、硝硫基、控释肥、尿基)复合肥、100 kt全水溶肥、20 kt黄磷、50 kt高纯磷酸、10 kt六偏磷酸钠、60 kt季戊四醇、200 kt甲醛、25 kt乙醛、6 kt甲酸、50 kt二氧化碳(其中食品级15 kt)的生产规模。

开磷息烽公司现有高塔造粒复合肥装置4套，用于生产硝氯基、硝硫基、控释肥、尿基复合肥等多个品种，已稳定运行多年。虽然在实际生产过程中还存在各种问题，但通过生产现场的过程控制管理，取得了较好的效果，创造了效益。

1　高塔造粒复合肥装置存在的问题

开磷息烽公司高塔造粒复合肥装置在生产过程中存在的问题表现如下：

(1) 原材料磷酸一铵含水质量分数在3%左右，出造粒装置的复合肥产品颗粒均匀度差。

(2) 因混合槽溢流管和造粒机等容易堵塞以及设备故障等原因，经常造成停车，装置运行率较低，产品颗粒异形及破壳率质量分数高达25%以上。

(3) 产品水分含量高，质量分数达1.5%以上，结块严重。

(4) 料斗黏结严重，造成块状废料较多，单塔料斗积料清理时间需5 d以上，一次清理出的块状肥料在500 t以上，最高超过900 t，且清理料斗黏结料的过程存在严重的安全隐患。

(5) 原料消耗高(吨肥电耗98 kW·h、蒸汽耗0.31 t)，原料利用率89%～90%。

2　过程控制管理及整改措施

针对开磷息烽公司高塔造粒复合肥装置在实际运行过程中出现的问题，采取了相应的过程控制管理及整改措施。

2.1　原材料的选择要求及控制

根据月度销售任务要求，生产技术部门提出原料采购计划，供应部门采购的高塔造粒复合肥装置生产所需的硫酸钾(pH>4.5)、氯化钾(不能含有颗粒)、磷酸一铵(要求含水质量分数<1.5%)、磷酸二氢钾等大宗物料必须按照生产技术部门所提要求、规格、数量购入，生产技术部门必须严格验收。若生产原料库存量过多，不仅会造成资金积压、周转困难，而且原料堆放时间过长会因结块等因素影响造粒，导致所生产的产品易结块。

2.2　提高装置的运行率

在实际生产过程中，由于经常出现设备故障、打塔停车清理、电机烧坏以及各混合槽进出口、斗式提升机、筛分进出口溜管堵塞等问题，直接影响高塔造粒复合肥装置的运行率。经统计，2017年3月至8月，4套高塔造粒复合肥装置的平均运行率分别为85.60%、68.05%、69.45%、79.22%、75.86%以及61.76%，6个月的平均运行率仅为73.32%。

为提高装置的运行率，采取了相应的过程控制措施：①增设预烘干设备，以降低原料磷酸一铵的水分含量；②加强设备维护保养，提高设备故障维修质量、检修进度，强化设备管理和考核，以解决设备经常出现的问题；③加强操作现场巡检力度，特别是中夜班值班领导督促现场岗位的巡查，发现有堵、漏须及时处理，并加强考核力度；④稳定运行工艺指标，确保产品质量。

2.3　跑冒滴漏料的回收处理

(1) 在实际生产过程中应严格执行工艺参数、工艺技术要求，控制好物料的混合加热温度和蒸汽用量，注意适时疏水等操作细节；因事故停车且处理时间较长时，应停用混合槽加热蒸汽，仅保留最低保温蒸汽即可，确保吨肥蒸汽耗控制在低于0.25 t的指标范围内。

(2) 在生产过程中出现事故停车且处理时间较长时，混合槽在不需要放料的情况下应降低转速，该停运的设备应及时停车，避免因设备空转而增加动力电的消耗，确保达到吨肥电耗控制在低于80 kW·h指标要求。

(3) 采用污水槽回收的污水冲洗地面和清洗造粒机，杜绝使用一次水和消防水，确保吨肥水耗控制在低于1.0 t的指标范围内。

(4) 混合槽中氨的加入量控制在维持料浆pH在4.5左右即可，防止因加入过多的氨而造成损耗过高，确保达到吨肥氨损耗小于2%、总氨利用率大于95%(含硝酸、硝酸铵生产装置)的指标要求。

(5) 在生产过程中，因混合槽、乳化机溢流口、下料管堵塞而产生的冒槽料和清理料及造粒塔底部料斗的黏结料应及时清理并返回生产系统中，皮带输送机在输送过程中出现的撒落料也须及时回收并返回生产系统中。

(6) 加强生产过程中的巡回检查，减少设备出现故障停车的概率；一旦出现设备故障，应配合维修，缩短停车时间，尽量减少停车造成的损失。

(7) 在大、中、小检修过程中，从各设备内部清理出的物料应袋装保护好，待系统恢复正常生产后，根据实际生产过程中的工艺指标重新投入系统回用。

(8) 在生产过程中严格控制各有效元素的含量，确保总养分控制在内控指标范围内(质量分数波动范围≤1.0%)且不得低于国家标准的指标要求(单项养分质量分数负偏差≤1.5%)。

(9) 撒落至地面的包膜粉和包膜油应及时回收并投入使用；包膜油溶解时的温度不能过高，防止包膜油出现碳化而造成原料浪费。

2.4　加强块料、废料和返料的回收消化控制和考核

在实际生产过程中，必须根据生产配方对应的工艺指标将回收的块料、废料和返料投入生产系统中并加强指标考核，严禁生产二元肥时加入三元肥的返料，否则不仅造成单项养分的流失，而且无法保证达到开磷息烽公司规定的回收率。

2.5　解决产品结块问题的措施

(1) 控制购入的磷酸一铵含水质量分数<1.5%和进入混合槽的硝酸铵熔融液含水质量分数<1.5%。

(2) 复合肥产品颗粒圆润均匀，破壳率质量分数<20%。

(3) 控制产品含水质量分数低于0.8%。

(4) 除湿机的运行工况应保持良好，确保出除湿机的干空气温度在20 ℃左右。

(5) 冷却机进出风管道必须畅通。

(6) 保证成品包装温度低于40 ℃。

(7) 控制成品堆码高度不得超过40包(2个托盘)。

(8) 防结块剂须均匀加入，加入量稍高于夏季和冬季的规定值。

2.6　塔底料斗黏结料的清理措施

(1) 开车运行5～7 d后停车，将塔底皮带输送机的皮带下口清理干净后再开车。

(2) 当9 m平台处的料斗分料板结料厚度在300～350 mm、高度在1 000 mm以上时进行停车清理。

2.7　加强外委劳务用工及叉车用车管理

(1) 加强对外委劳务料斗结料清理和现场卫生清理考核的力度。

(2) 对外委劳务进行精细的工作量计算和考核。

(3) 叉车按吨位进行精细的工作量计算和考核。

2.8　加强安全管理和环保管理

(1) 狠抓违反劳动纪律、违章指挥、违章作业和违归排放的行为，杜绝安全事故和环保事故的发生。

(2) 加强事故源的防范措施，将事故消灭在萌芽状态。

(3) 加强本区域的安全、环境危险源因素辨识的培训学习。

(4) 定期加强高塔岗位安全操作知识和操作技能的培训。

(5) 定时对现场存在的安全和环保事故隐患进行大排查。

(6) 按时进行安全和环境事故桌面演练和应急演练。

(7) 加强安全和环境事故案例教育学习。

(8) 守住安全、环保2条底线，确保实现安全和环保事故为零的目标。

2.9　加强管理

(1) 加强车间和班组管理和考核，确保管理人员(含班组长)时刻保持清醒头脑。

(2) 精细化管理至班组员工个人。

(3) 提高班组、员工的成本意识，实现降本增效。

(4) 严格执行公司、部门、车间各项管理制度。

(5) 对已有工作中的失败教训进行总结、研究和分析。

2.10　加强技术创新

(1) 加强工艺技术创新试验，摸索总结不同复合肥品种的造粒工艺条件。

(2) 根据农作物需肥的实际情况，开展高塔造粒复合肥新、奇、特高端品种的研发，促进高塔造粒复合肥产品向多元化发展，以弥补传统产品的不足，满足市场需求。

(3) 特殊产品采用特殊的销售形式。

3　取得的效果

通过采取以上措施后取得了如下的效果：

(1) 增设预烘干设备后，可将原料磷酸一铵含水质量分数降至1%左右。

(2) 通过加强设备维护保养、提高设备故障维修质量、加快检修进度、强化设备管理和考核、增强操作巡检力度及考核，稳定了工艺条件，装置运行率提高至88.50%以上。

(3) 复合肥产品颗粒圆润、光滑；颗粒大小均匀，粒径在1.0～4.5 mm的质量分数达到90%以上；产品含水质量分数低于1.0%，降低了结块倾向；产品颗粒破壳率质量分数低于10%，增强了市场竞争能力。

(4) 各塔料斗黏结量减少，单塔料斗清理时的积料厚度在0.25～0.40 m，高度在0.8～1.0 m，单次清理耗时2 d，清理出的黏塔块料在50～100 t，显著降低了清理过程中的安全风险。

(5) 原料消耗下降，吨肥电耗由98 kW·h降至80 kW·h、蒸汽耗由0.31 t降至0.25 t，原料利用率由89%～90%提高至98.5%以上，预计吨肥可降低生产成本270元。