旋转阀在聚丙烯装置S502排料系统的应用

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司聚烯烃中心300kt/a聚丙烯 (一线) 装置 (以下简称PPPP11装置) 由中国石化工程建设有限公司 (SSEEII) 设计, 采用国产化二代环管本体聚合加气相反应的组合式工艺, 能够生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物全范围的聚丙烯本色粒料产品, 共计50个产品牌号;PP1装置于2014年7月正式投产。传统的聚丙烯装置S502排料系统采用时序控制, PP1装置采用旋转阀排料, 目前排料系统运行状况良好, 本文就两种排料方式进行比较, 对旋转阀排料运行情况进行总结。

1 S502排料系统简介

聚丙烯粉料干燥采用的是热氮气循环干燥法。热氮气连续循环流过干燥器, 当聚合物通过干燥器的螺旋通道时, 热氮气使聚合物产生流化, 传递热量, 并将聚合物中的水份带走。为了在热氮气和聚合物之间产生有效的热传递, 需要充分地流化。在料位控制下, 干燥后的聚合物靠自身重力从干燥器底部流到粉料风送系统, 氮气从干燥器顶部流到旋风分离器S502中, 以除去氮气中夹带的聚合物细粉, 从S502中分离出的聚合物细粉先收集到聚丙烯细粉料斗D520中, 然后再送到D801A/B或D802中。

2 两种排料方式简介

2.1 传统排料方式

S502传统排料方式采用时序控制4个气动球阀的交替开关来实现, 为间歇式排料,

气动球阀HV531A/B/C/D均有开、关反馈, 该系统有两种操作模式:自动模式和手动模式;手动模式时可任意开关四个阀门, 而在自动模式时, 排料过程如下:

在D520装料时, HV531B、HV531C、HV531D关闭, HV531A打开。D520的排料程序 (I511) 由定时器KC531或HS531的启动激活。

当I511激活后, 定时器KC532启动, 如果经过预先设定的时间 (30秒-5分钟) 后, I511仍然没有正确完成, 控制板上会显示报警信号。

I511动作程序如下

(1) 关闭HV531A, 由限位开关HZSL531A确认。

(2) 打开HV531C, 由限位开关HZSH531C (给D520加压) 确认。

(3) 保持此状态一定时间 (10秒-1分钟, 由定时器控制) 。

(4) 打开HV531B, 由限位开关HZSH531B确认 (D520排料) 。

(5) 保持此状态一定时间 (20秒-2分钟, 由定时器控制) 。

(6) 关闭HV531C, 由限位开关HZSL531C确认。

(7) 关闭HV531B, 由限位开关HZSL531B确认。

(8) 打开HV531D, 由限位开关HZSH531D确认 (平衡S502和D520压力) 。

(9) 保持此状态一定时间 (10秒-30秒, 由定时器控制) 。

(10) 关闭HV531D, 由限位开关HZSL531D确认。

(11) 打开HV531A, 当此阀被打开时 (由HZSH531A确认) , 定时器KC531启动, 经过预先设定的时间后 (15-150分钟) , KC531将激活I511。

注:如果PK801A系统停车或者HS531停被激活时, I511将被禁止操作。如果在I511已经执行时PK801A系统停车或者HS531停被激活, I511将自动进入步骤6, 然后运行至结束。

2.2 旋转阀排料方式

S502旋转阀排料方式采用两个旋转阀连续运行实现连续排料, 旋转阀两侧通有轴封氮气, 防止粉料泄漏损坏轴承;缓冲料斗D520上方有一袋式过滤器, 经过滤后的氮气被排入大气, 袋式过滤器上设有脉冲反吹系统。

RF502A规格参数:

型号:A1 200/5;流量:2t/h;平均粒径:1mm;电机功率:0.75k W;额定转速:20rpm;转子直径:200mm;转子容积:5.4L;

RF502B规格参数:

型号:HDS200;流量:2t/h;平均粒径:1mm;电机功率:0.75k W;额定转速:20rpm;转子直径:200mm;转子容积:5L;

旋转阀排料程序启动条件:只有在粉料风送系统PK801A在运行状态时, 才允许启动S502排料系统, 且只能是手动启动。停止条件:正常时可手动停止S502排料系统;当PK801A系统停止时, 联锁自动停止S502排料系统;此时若要启动旋阀, 可将旋阀打至就地操作模式, 手动启动旋阀。

3 两种排料方式常见问题

3.1 传统排料方式常见问题

(1) 启动球阀内漏:某300kt/a聚丙烯装置曾因为HV531B内漏导致S502排料不畅现象;粉料风送系统PK801A的压力正常生产时在60k Pa以上, 压力易窜至D520, 导致S502排料不畅, 细粉料被带至T502, ;而且有的装置将D502干燥氮气过滤器设计在T502顶部的封头处, 无法在线清理, 所以若经常出现S502排料不畅, 有可能导致D502干燥氮气过滤器堵塞, 被迫停车处理;目前国内大部分聚丙烯装置均使用国产主催化剂, 产生的细粉料量相对较多, 设计上均将D502干燥氮气过滤器单独设计在T502顶部出口处, 并增加副线阀, 便于在线清理。

(2) 易架桥:时控程序程序执行一次需要约3min, S502中的细粉料容易堆积, 导致架桥;而旋阀则是持续排料, 细粉料在S502、D520中基本不停留, 避免了架桥的可能性。

(3) 阀门状态反馈故障, 会导致程序无法执行, S502无法排料;此时需要操作人员将各阀改为手动操作, 逐个打开相应的阀门维持S502排料, 工作强度大且容易出错。

3.2 旋转阀排料方式常见问题

(1) 在装置第一次停车时, 打开旋转阀检查, 发现转子刀片中积满细粉料, 旋阀上部管线也积满细粉料, S502排料不畅, T502溢流口细粉较多;针对这一情况, 我们在旋转阀下部管线增加了一路吹扫氮气

(2) RF502B平衡管堵塞, 导致RF502B排料能力下降, 细粉料聚集在D520中, 最终导致D520料位音叉高报, 及时疏通平衡管后旋转阀排料恢复正常。

(3) 脉冲反吹系统故障:反吹脉冲电磁阀故障, 反吹气无法正常吹入, 滤袋部分堵塞, 导致D520顶部呼吸阀起跳, 大量细粉外泄。

4 旋转阀运行中注意事项

(1) 注意滤袋反吹气系统运行情况:包括是否有脉冲反吹声音、反吹气压力、滤袋压差等。防止D520顶部呼吸阀起跳, 大量聚丙烯细粉外泄。

(2) 注意T502溢流口细粉量, 若溢流口细粉量突然增大, 而前系统操作没有波动, 则很有可能是S502排料系统运行不正常, 需认真检查并予以排除。

(3) 定期吹扫旋转阀, 防止细粉料在转子中积存导致不下料。

(4) 经常检查旋转阀轴封氮气流量是否正常, 防止细粉料进入轴承导致损坏。对于闭式转子的旋转阀, 正常时轴封氮气的流量应很小甚至为零, 若轴封氮气流量明显增大, 则需要引起注意。

(5) 冬季注意旋转阀的电伴热、保温是否正常, 若伴热、保温缺失, 热氮气中的水分很容易凝结出来并结冰, 造成旋阀卡涩甚至损坏旋转阀;而且由于旋转阀转子和壳体的间隙很小, 旋转阀内外的温差过大引起的形变也可能造成损坏。

根据近10个月的运行情况来看, 聚丙烯装置S502旋转阀排料系统运行稳定, 能够实现S502连续排料, 弥补了传统时控间歇式排料方式的诸多弊端, 暴露出了一些问题, 保证了装置的长周期平稳运行。

摘要：本文主要介绍了旋转阀在陕西延长中煤榆林能源化工有限公司300kt/a聚丙烯装置S502排料系统中的应用情况, 与传统的时序控制排料方式对比, 总结了各自的特点。

关键词：旋转阀,聚丙烯,细粉,排料