加强管理维护促进造粒装置长周期运行

2018-07-06

化肥设计 2018年3期

(中海石油化学股份有限公司，海南东方 572600)

中海石油化学股份有限公司1996年引进的挪威海德鲁流化床尿素大颗粒造粒装置，其具有放空空气污染小、缩二脲含量低、产品缓释长效等优良特性；但与传统的小颗粒塔式造粒相比，又有运行周期短、维修维护工作量大的缺点。造粒装置最长连续运行1个月，最短连续运行10d，平均连续运行15d～18d。频繁清洗造粒机，是尿素装置最主要的工作之一。每次清洗造粒机耗时4h，上至部门领导、技术人员，下至班组，必须参与完成这一繁琐工作。清洗完造粒机后，往往需2～3d处理尿液罐积存的尿液，蒸汽消耗增加，工艺冷凝液处理系统负荷增大。确保尿素造粒装置的长周期、稳定运行，是一项迫切的任务。

1 影响造粒机长周期运行的一般因素

影响造粒机长周期运行的一般因素可以从人、机、料、法、环这5个方面分析原因。这5方面的因果鱼刺图见图1。

图1 影响造粒长周期运行因素的因果鱼刺图

1.1 人

造粒装置“人”的影响可归纳为以下几点：操作人员技术水平、经验的高低、责任心强弱、是否严格执行操作规程等。

1.2 法

“法”可以理解为法则、规则、操作法。“法”对系统的影响可以理解为操作规程编写是否合理、是否有操作性。造粒装置的操作规程存在模糊、笼统的方面，不利于造粒机的长周期运行。主要表现为以下几个方面。

(1)流化空气量的分配。造粒机有6个室，由1台风机供应流化空气，流化空气的分配不当会引起造粒机工况的恶化。外方资料要求各室的风量大致相等即可。在生产实践中发现，维持“第1室风量>第2室风量>第3室风量>第4室风量”的分配方式，可以使造粒机料位易于控制，明显改善造粒机的出料状况，延长了造粒机运行周期。

(2)造粒机的出口风道结疤的处理。造粒机运行到后期，出口风道结疤，堵塞风道，使管道阻力加大，造粒机真空无法维持。为了防止风道结疤，在造粒机出口风道处增加低压冲洗水喷头，日常维护中每班冲洗。经此改造后，即使在造粒机运行后期，真空仍维持较好。

(3)造粒机料位的控制。在正常生产中，若能稳定造粒机的料位，就能基本稳定造粒机的工况。造粒机料位一般控制在50%～55%。在实际操作中发现，造粒机运行后期，料位若仍控制在高限，则较难控制，易发生波动。经过总结摸索后，在造粒机运行初期控制高料位，在运行后期降低料位操作，则料位更容易控制。

(4)破碎机间隙的调整。破碎机间隙的调整与产品的粒度分布关系密切，同时也影响到造粒机的长周期运行。

1.3 环

“环”即环境，指的是环境因素对系统的影响。对造粒工况有影响的环境因素有以下几方面：①夏季天气炎热，气温高，导致风机、皮带等运行工况差，蒸发真空不易达标；②海南多台风、暴风雨天气，空气潮湿，易造成造粒机、流化床冷却器死床；③冬天天气寒冷，空气干燥，空气温度低。风机、机泵运行工况改善，蒸发尿液浓度高，造粒机不易结疤，运行周期延长。

1.4 料

“料”即物料、原料，如雾化空气量、雾化空气温度高低、流化空气量、流化空气温度、湿度大小等因素。

1.5 机

“机”就是机械、仪表、电气设备等。海德鲁流化床造粒装置设备种类多，结构复杂，维修维护工作量大。设备原因对造粒机长周期运行造成影响的事故有：①喷头堵塞；②皮带故障。皮带的跑偏，断裂；③电机故障。电气设备处于粉尘量大、温度高、有腐蚀性的环境中，易发生故障；④破碎机破碎效果差，破碎的粉尘量大；⑤振动抽料机易发生共振，出料波动，造粒机料位难以控制；⑥风机轴承、风门的损坏。

2 影响造粒机长期运行的重要因素

影响造粒机长周期运行的重要影响因素有3种(见图1)：即“料”中的尿液浓度、“法”中的机理不明和“机”中的振动筛故障。

2.1 尿液浓度低

海德鲁流化床大颗粒造粒技术要求进料尿液的浓度≥96%。从分析结果来看，进造粒尿液浓度低于96%。若进料浓度太低，大量水分在造粒机内蒸发，造粒机内粉尘量大，工况恶化，导致造粒机内壁易结疤、多孔板易堵塞、出口风道易结大块，风机负荷加大，粉尘洗涤系统负荷大，返回蒸发的尿液量增大。这是造成造粒机运行工况差、周期短的重要原因。浓度低的原因如下。

(1)蒸发真空度低。蒸发系统真空度在夏天不易达标，是造成尿液浓度低的根本原因。可以提高前系统中、低压分解器的温度，适当降低中、低压系统的压力，使负荷前移，降低进入蒸发系统的游离氨浓度，从而提高蒸发真空度。

(2)脲醛添加剂系统带入水分。为了改善产品的质量，向造粒尿液中加入了脲醛添加剂。但同时带入的水分进入尿液，导致尿液浓度偏低。目前尚无解决措施。

2.2 机理不明

机理不明主要是指脲醛添加剂系统的反应机理不明。尿素和甲醛在酸性、中性、碱性环境中都会发生不同的复杂反应，生成树脂型化合物。针对该反应的机理、反应条件、反应产物对产品质量的影响等，目前缺乏深入的理论研究。脲醛添加剂对造粒系统有着非比寻常的意义，直接影响尿素颗粒的强度和粉尘量。通过摸索和实验，研究反应的条件，目前初步得出了最佳的反应pH值和反应温度。

2.3 振动筛故障

影响造粒长周期运行的设备很多，当前影响最大的是振动筛。历年来曾频繁发生故障，对造粒的长周期运行构成严重的威胁。曾发生的故障如下：①振动筛筛分效果差，易堵料，电机易过载跳车；②吊绳及卡销组件故障；③上下筛网破，筛框坏；④石墨滑块发生偏磨；⑤摇臂断裂；⑥偏心轴承损坏、轴承箱损坏；⑦传动皮带断裂，皮带轮损坏。

3 措施

保证造粒装置长周期运行，应做好以下几点。

(1)针对人、机、料、法、环这5大影响因素，采取相应的措施。例如造粒机出口风道结疤，采取了接低压冲洗水，连接喷头每班冲洗。经此改造后，造粒机运行后期真空差的问题得到了解决。针对尿液浓度低、脲醛添加剂系统机理不明、振动筛故障这3大主要原因，找寻对策。尽量提高尿液浓度，加强对脲醛添加剂系统反应机理的研究，对振动筛进行工艺和设备的分析，促进造粒装置的长周期运行。

(2)加强工艺管理。为了改善造粒机工况，必须加强工艺维护、巡检，发现隐患，预防事故。造粒装置动设备多，发生事故的可能性大，对维护、巡检的要求非常高。为加强对造粒装置的管理，制定预防性维护措施如下：①定时测量记录风机的电机轴承温度，定期比对，以便及时发现轴承的异常情况；②控制好造粒机真空，及时调整造粒机流化空气风量，使前三室风量尽量在60t/h以上，第4、5室风量在45t/h左右；③控制好造粒机温度。尽量提高第1室的温度。当造粒机温度较低时，通过提高第1室的温度从而提高整个造粒机的温度；④控制好造粒机洗涤系统。控制除沫器压差，及时调整除沫器冲洗水量；⑤下雨或潮湿天气，及时提高造粒机和冷却器流化空气的温度，避免造粒机死床；⑥加减喷头时蒸汽预热和吹扫的时间应充分；⑦定期检查物料管道是否畅通。

(3)加强设备管理、维护。机器设备方面的事故占相当大的比例。加强设备的监控和维护、维修管理，对造粒系统的长周期、稳定运行有着非比寻常的意义。例如，针对破碎机、斗提机三角皮带频繁发生断裂事故的现象，制定措施，对三角皮带定期更换，避免了突发故障的发生。