浅析聚烯烃行业气力输送系统现状

王彦成，王 杰

（宁夏宝丰能源集团股份有限公司，宁夏银川 750411）

0 引言

聚烯烃行业的气力输送系统看起来技术含量比较低，但是输送系统本身确实有很多技术难题和细节需要大量的试验数据和实际的经验来解决和完善。目前国际气力输送系统有两个最知名的企业，分别是德国泽普林公司和德国科倍隆公司，这两家公司所擅长的业务领域也不一样，泽普林公司擅长的是聚烯烃行业，科倍隆公司擅长的是聚酯行业，由于科倍隆和泽普林有自己的阀门产品，在这一方面这两家公司还有价格和服务优势。这两家在产品开发上也是严格控制质量和产品的细节，每个公司都有自己擅长的阀门型号和尺寸，在系统设计上更是严格执行质量和风险控制，国内比较知名的有上海金申德和上海博隆等。因为固体物料阀门的生产和选型同物料的特性紧密相关，每种物料和型号的阀门都要经过长期的试验检验和生产装置上的长期验证，所以在气力输送系统上面即使是其他气力输送厂家所做的系统，阀门的选用大多要采用这两家的阀门。据了解国际上大型气力输送系统都是由泽普林和科倍隆来做的，因为这两家有自己的设计队伍，同时也能自行生产旋转阀、换向阀等关键设备。

1 聚丙烯装置的气力输送系统工艺流程

以美国英力士工艺聚丙烯装置的气力输送系统为例做工艺流程简介。

（1）脱气仓至粉料进料料斗的粉料输送线：采用氮气正压稀相闭式输送方式，连续操作。来自脱气仓的聚丙烯粉料树脂，通过旋转阀加入输送管线中。利用氮气压缩机出口的压缩氮气，将粉料树脂输送至挤压机上方的粉料进料料斗，输送氮气经粉料进料料斗顶部的自动反吹袋滤器过滤后返回至氮气压缩机入口，循环使用。压缩机出口设置出口冷却器，用于移除气体的压缩热，避免输送气体过热；在压缩机入口设置入口冷却器。用于降低压缩机入口温度，同时在压缩机入口设置有保护过滤器，具体流程如图1 所示。

图1 气力输送系统工艺流程

（2）挤压机至颗粒掺混料仓的粒料输送线：流程同掺混料仓至淘析单元的输送线基本一样。

（3）掺混料仓掺混线和掺混料仓至淘析单元的输送线：采用正压稀相开式输送方式，间断操作。掺混料仓中的聚丙烯颗粒，通过旋转阀、换向阀、气动蝶阀及在线喷射器加入气流输送管线中，最终输送至掺混料仓或者淘洗单元。气源由压缩机提供，压缩机出口分别设置有气体冷却器及在线过滤器（与水分离器一体化设计）。

（4）淘析单元：主要功能是将产品颗粒中的粉尘及拉丝料脱除。其主要由淘析器、淘析风机及袋滤器组成。气流输送来自掺混料仓的粒料加速进入淘析器，在颗粒料和淘析风机过来的逆气流间较高相对速度的作用下，将较小、较轻的灰尘和纤维状成份自较大颗粒中被有效的分离出去。经淘析器淘析后，产品颗粒经淘析器底部旋转阀进入至包装料仓的气流输送线中；同时夹带粉尘和纤维状成份的气流经袋滤器分离放空，粉尘及拉丝料经袋滤器底部旋转阀排出回收。

（5）淘析单元至包装料仓的输送线：采用正压稀相开式输送方式，间断操作。淘析后的产品颗粒，通过旋转阀，利用罗茨风机过来的压缩空气将产品粒料输送至包装料仓中。风机出口分别设置有气体冷却器及在线过滤器。

2 气力输送系统主要设备

（1）气源：选用压缩机或罗茨风机，一般脱气仓至淘洗单元的所有输送线都选用压缩机，可以达到较高的出口压力，也可在在输送管堵管后达到较高的出口压力时，可以直接吹通管线，不需要拆管卸料，国内所有的风送系统配套的压缩机都是选用德国AERZEN 的进口产品，形成系列产品，规格型号一应俱全，使得能耗得到很好的控制，使用中存在的主要问题是支撑球轴承间隙变大，压缩机振动随之增大，频繁更换轴承，压缩机检修间隔期太短。

（2）油冷却采用风冷，导致撤热不及时，油温偏高，轴承长期高温运行，油温压力如图2 所示。

图2 油温压力

（3）掺混压缩机电机没有配备变频器，导致压缩机频繁启停或是经常低负荷、无负荷运行，增大磨损、造成能耗增大。

（4）导致未考虑西北地区风沙天气多、煤制烯烃装置空气质量差等情况，入口过滤器过滤效果不好，导致压缩机转子容易结垢磨损，如图3 所示。

图3 结垢磨损的压缩机转子

公司后期采购1 台无锡压缩机生产的无油双螺杆压缩机，润滑油系统使用水冷却，入口过滤器能耗基本与AERZEN 压缩机相当，至今已使用6 年，使用情况良好，只是油系统密封不好，漏点较多。

罗茨风机可以是国产也可以是进口，据了解国际上最好的罗茨风机是德国的AERZEN产品，现在一般选用国产风机，如章丘鼓风机或长沙鼓风机，使用状况均很良好。

（5）旋转阀、换向阀、气动蝶阀、气动滑板阀：目前国内大型装置的旋转阀和换向阀基本上选用泽普林和科倍隆的产品，少部分装置使用法国NEU或国产科里博恩（中国科学院力学研究所下属），公司使用过科倍隆、泽普林和意大利GOVINI 的旋转阀和换向阀，科倍隆的旋转阀和换向阀使用状况均很良好，长期运行未出现过问题，泽普林的旋转阀轴封及填料绳质量一般，频繁出现粉料泄漏或旋转阀卡停，进而导致轴承进粉料，由于是脂润滑轴承，润滑脂与粉料会板结，起不到润滑作用，导致轴承磨损并提前报废，还出现过轴封反吹管线的流量计进粉料导致堵塞，进而导致反吹失效的情况，压缩机转子轴承磨损如图4 所示。

图4 压缩机转子轴承磨损

意大利GOVINI 的换向阀使用状况良好，旋转阀的端板密封泄漏、以及转子顶部毛刺导致装置停过车。气动蝶阀、气动滑板阀绝大多数装置都选用国外进口，使用情况良好。

（6）物料接触的内处理管道：目前国际上使用效果好的输送物料的内处理管道是德国Butting 的产品，国内的输送系统与物料接触的管道采用这家的产品，在输送过程中产生的粉料和条丝状料较少，目前国际上对固体物料的粉尘和条丝状料含量检测标准主要就是FEM2482《TEST METHOD TO DETERMINE THE CONTENT OF FINES AND STREAMERS IN PLASTIC PELLETS》，但是由于成本较高，无法在装置上实际应用，所以最终只能以掺混料仓袋滤器、淘洗器后置袋滤器的废料收集量以及成品粒料含粉量来评价。还有一家德国RFF 也可制造，只是产品系列少，所以基本不选用。

（7）输送系统的重要部件淘洗器。泽普林的淘洗器是泽普林德国总部生产，做工精良，且淘洗分离效果良好，能保证最终产品的质量，且由于前系统产生的粉料和拉丝料较少，所以袋滤器底部回收的废料也比较少。上海博隆自主设计制造的淘洗器在公司UNIPOL 聚乙烯装置开车时出现淘洗不彻底的现象，导致包装线最终产品质量不合格，后期重新反复设计制造淘洗器也满足了质量要求。

现在也有用除粉器代替淘洗单元，安装在包装机的上方，效果要比淘洗器好，而且还可以降低钢结构的框架高度，设备布置简单容易的多。

（8）冷却器、过滤器、袋滤器等设备均为石化常规设备。

3 结束语

目前国际上的输送系统厂家很多，国内生产厂家也比较多。由于国内厂家实力相差大，所以在输送系统招标时应对输送系统的分包商名单提出严格要求，并且一定要做好系统供货商的考察和调研以及了解同类装置实际应用的情况，确保气力输送系统不存在大的问题，影响整体装置的试运行、正常生产运行，为业主提供最大化利益。