影響高壓聚乙烯裝置運(yùn)行的原因分析及改進(jìn)措施

包凱年（神華新疆化工有限公司，新疆 烏魯木齊

831400）

為了保證高壓聚乙烯裝置能夠運(yùn)行得更加平穩(wěn)，大機(jī)組使用壽命變得更長(zhǎng)，生產(chǎn)廠家和相關(guān)管理人員深入研究和分析裝置生產(chǎn)方面存在的問題和隱患。到目前為止，該裝置工藝與技術(shù)比較成熟，產(chǎn)品市場(chǎng)用戶多，使用范圍廣，同時(shí)也存在諸多的隱患問題，科學(xué)、合理地優(yōu)化其工藝流程，多方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，全方位提升設(shè)備管理水平，才能夠有效地解決該裝置正常運(yùn)行過程中遇到的問題，從而有利于裝置穩(wěn)定、高效、安全地運(yùn)行。

1 原因分析

1.1 二次機(jī)出口管線的振動(dòng)

高壓聚乙烯裝置的一次機(jī)和二次機(jī)使用的都是往復(fù)式的壓縮機(jī)，在國內(nèi)同類型的壓縮機(jī)當(dāng)中是功率最大的壓縮機(jī)，所以在安裝和設(shè)計(jì)的過程中，技術(shù)人員深入分析了該壓縮機(jī)的管道設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)功能以及實(shí)際運(yùn)用。在化工工藝投料階段，該裝置二次機(jī)出口和反應(yīng)器入口處管線有較大的振動(dòng)現(xiàn)象，因?yàn)楣芫€振動(dòng)比較大，造成了支撐固定管線的位置裂開，使裝置多次停止運(yùn)行。

振動(dòng)的原因有，其一，因?yàn)橐蚁怏w在壓縮機(jī)內(nèi)處于反復(fù)壓縮、進(jìn)氣和排氣的狀態(tài)，會(huì)造成乙烯氣體在管道中呈現(xiàn)出比較高的壓力波動(dòng)，對(duì)于管道內(nèi)的乙烯氣流，使設(shè)備內(nèi)的氣壓增大，導(dǎo)致乙烯氣體在管道內(nèi)流通的過程中，在管道轉(zhuǎn)彎處造成頻繁振動(dòng)的現(xiàn)象，出現(xiàn)這種頻繁的振動(dòng)會(huì)引起管道支撐處破裂，甚至是損壞。其二，在設(shè)計(jì)管道支撐配件的時(shí)候，需要深入分析管線振動(dòng)的主要原因，采用彈性較好的材料進(jìn)行連接。但是管道沿管道方向的徑向振動(dòng)力不能完全被消除，會(huì)將振動(dòng)力傳到管道內(nèi)各個(gè)連接處，會(huì)在接口處形成剪刀形狀的作用力，出現(xiàn)這種現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致螺栓斷裂。其三，在管道支撐處進(jìn)一步采取加固措施，加固的部分都是利用水泥進(jìn)行澆灌的，通過水泥澆灌的方式，對(duì)于振動(dòng)的部分實(shí)施水泥加固并不是最合適的，最主要的原因是在加固的過程中，水泥本身具有一定的收縮性，在水泥收縮的時(shí)候，會(huì)造成管道加固部分與水泥裂開或者分離，特別是針對(duì)水平加固的地方，加固作用不明顯。水泥屬于比較脆的材料，在振動(dòng)波及時(shí)，振動(dòng)的時(shí)間太長(zhǎng)就是導(dǎo)致加固部分松動(dòng)，甚至是導(dǎo)致管道支撐件失去加固作用。

1.2 嚴(yán)重的結(jié)垢狀況

在二次壓縮機(jī)的中心閥口位置，當(dāng)中冷器的管線內(nèi)的乙烯溫度為40 ℃、壓力為100 MPa 時(shí)，由于在這部分管道內(nèi)的部分雜質(zhì)的移動(dòng)沒有受到限制，它們?cè)谝欢l件發(fā)生自行聚合的反應(yīng)，從而形成類似粉末狀的聚合物物質(zhì)，另外還有極少部分會(huì)發(fā)生輕微自行聚合的反應(yīng)，而這些通過自行聚合的反應(yīng)生成的物質(zhì)和其他雜質(zhì)會(huì)隨著乙烯氣流的作用進(jìn)入到反應(yīng)器當(dāng)中。而其中小部分與氣缸內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)行混合與冷卻，漸漸沉積下來并附著在內(nèi)管壁上，或者沉淀下來之后附著在中心閥處，生成結(jié)垢，假如生成的結(jié)垢比較厚的時(shí)候，就會(huì)造成二段中心閥的作用力度大大減弱，再加上清理這些管壁附著物質(zhì)的時(shí)候不但需要消耗大量的人力和財(cái)力，增加整個(gè)工藝生產(chǎn)的成本，而且還會(huì)導(dǎo)致裝置無法正常的運(yùn)行，造成一些安全問題。

1.3 顆粒水系統(tǒng)的堵塞情況

裝置在實(shí)際工藝生產(chǎn)的過程中，由于顆粒水過濾器和換熱器可能出現(xiàn)堵塞的情況，必須馬上停止裝置運(yùn)行，進(jìn)行緊急處理，由于存在這種狀況，會(huì)導(dǎo)致裝置無法正常進(jìn)行工藝生產(chǎn)。

造成顆粒水系統(tǒng)堵塞的主要因素有：第一，在顆粒水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)形成較多的顆粒沉淀物，這些沉淀物十分容易集中在換熱器的夾層位置處，如果集中在這個(gè)位置就會(huì)導(dǎo)致卡料的現(xiàn)象，為了可以消除沉淀物的影響，通常采用的方法就是降低顆粒水的溫度，低溫運(yùn)行能夠及時(shí)避免沉淀物的產(chǎn)生，但是由于運(yùn)行溫度低，讓顆粒水中溶解的助劑在低溫的作用下漸漸析出，而析出來的助劑又會(huì)附著在過濾器或冷卻器上，導(dǎo)致了堵塞現(xiàn)象的發(fā)生；第二，如果無法將切刀與模板的空隙調(diào)到最合適的大小，就是導(dǎo)致運(yùn)行過程中出現(xiàn)大量的碎屑，由于顆粒水槽的體積比較小，不能夠很好地消除這些雜質(zhì)，因此在顆粒水的作用下流入過濾器或者換熱器中，運(yùn)行時(shí)間比較長(zhǎng)之后會(huì)造成堵塞的情況；第三，由于顆粒水的流量偏小，導(dǎo)致了顆粒冷卻效果不佳，顆粒不能完全被冷卻，從而形成沉淀物。同時(shí)顆粒水溫度降低，也會(huì)造成系統(tǒng)堵塞的情況發(fā)生。

2 改造措施

2.1克服基礎(chǔ)件與固定件的連接

壓縮機(jī)在實(shí)際工作過程中，肯定會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)高的現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因是壓縮機(jī)反復(fù)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)氣流波動(dòng)，假如想要完全避免振動(dòng)現(xiàn)象，工作難度比較大，只能通過一些有效的方法或者措施緩解振動(dòng)帶來的負(fù)面影響，從而降低振動(dòng)對(duì)設(shè)備管線的破壞程度。

因此，為了降低壓縮機(jī)的振動(dòng)頻率，我們可以通過以下幾種方式，其一，將連接方式改為單向連接或變成框架式的連接方式。利用這種方式降低由于受到管道徑向力造成的影響，從而可以有利于支撐的使用壽命能夠更長(zhǎng)。其二，將基礎(chǔ)件與固定件由之前的水泥澆灌的材料變成環(huán)氧樹脂類型的材料新型材料，因?yàn)檫@種新型材料和水泥的粘粘效果一樣好。除此之外，這種新型材料的彈性又十分好，所以，有利于更好地連接兩個(gè)部分，不容易出現(xiàn)破裂的情況，有利于更好地減緩沖擊力帶來的影響。

2.2 提升潤(rùn)滑油的質(zhì)量

進(jìn)一步分析探究得知，裝置二次壓縮機(jī)的中心閥、中冷器、管道內(nèi)會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢的主要因素是氣缸潤(rùn)滑油中包含有一些雜質(zhì)，根據(jù)潤(rùn)滑油類型的不同，起到的潤(rùn)滑作用也不同。通常將潤(rùn)滑油分為合成油與礦物油兩大類，其中合成油起到的潤(rùn)滑效果較好，用這種合成油來進(jìn)行潤(rùn)滑，會(huì)產(chǎn)生較高的負(fù)荷性，但這種潤(rùn)滑油有一些不足的地方，用合成油進(jìn)行潤(rùn)滑之后，在進(jìn)行潤(rùn)滑的過程中，通過自行聚合反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的雜質(zhì)。而礦物質(zhì)性油會(huì)導(dǎo)致自行聚合反應(yīng)的發(fā)生，并且它潤(rùn)滑效果與合成油相比來說效果比較差，用礦物油對(duì)裝置進(jìn)行潤(rùn)滑之后，機(jī)組的振動(dòng)、溫度都會(huì)大幅度提高，由于這種情況的存在，會(huì)導(dǎo)致填料、設(shè)備使用壽命變短，設(shè)備保養(yǎng)難度增加。

截至目前，對(duì)雜質(zhì)帶來的影響在理解上還不夠深刻，無法通過科學(xué)、合理的辦法來徹底解決，但可以通過觀察溫度與壓力的變化特點(diǎn)來判斷潤(rùn)滑油的效果好壞，如果發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油的效果不佳，需要及時(shí)更換潤(rùn)滑油，或暫停使用礦物油，在比較平穩(wěn)的情況下，由于受到高壓氣流的作用，可以讓自行聚合生成的物質(zhì)慢慢降下來，有利于防止結(jié)垢之后出現(xiàn)進(jìn)一步惡化的情況。除此之外，還能夠通過在運(yùn)行的過程中交替使用兩種不同的潤(rùn)滑油，采取這種方式，不但可以有效防止在設(shè)備及換熱器內(nèi)結(jié)垢進(jìn)行累積的現(xiàn)象，與此同時(shí)，還可以減少生產(chǎn)過程中的負(fù)荷問題，在深入分析中心閥結(jié)垢的原因之后，有利于更好地解決結(jié)垢問題。

2.3 解決裝置的堵塞問題

為了找到解決顆粒水系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象的有效途徑，第一，我們必須從問題的源頭出發(fā)，改進(jìn)切粒機(jī)的模板和切刀，找到科學(xué)、合理的辦法解決切刀模板、平面以及模板之間存在的間隙問題，還有模板與切刀的平面垂直度，減少甚至是完全消除碎屑造成的影響，從而解決冷卻器與過濾器存在的堵塞現(xiàn)象，長(zhǎng)期深入分析和探究，并與實(shí)際生產(chǎn)、工藝流程結(jié)合起來考慮，避免顆粒水系統(tǒng)造成堵塞，給出幾點(diǎn)意見：其一，加強(qiáng)顆粒水泵的輸送能力，提高顆粒水流量。其二，增加切換顆粒水過濾器的頻次，避免壓力差太高。其三，擴(kuò)增造粒料濾網(wǎng)數(shù)量，有利于更好地分開碎屑與顆粒。

3 結(jié)語

高壓聚乙烯裝置在實(shí)際工藝生產(chǎn)當(dāng)中，本身反應(yīng)溫度、壓力比較高，設(shè)備、管線的連接點(diǎn)比較多，二次中冷器及中心閥結(jié)構(gòu)現(xiàn)象嚴(yán)重，顆粒水系統(tǒng)堵塞頻繁，顆粒輸送效率差，本文針對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)易出現(xiàn)的這些問題進(jìn)行深入分析與探究，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)與工況，及時(shí)采取有效措施進(jìn)行解決，從操作方面優(yōu)化、設(shè)備潤(rùn)滑維護(hù)方面提升，從而確保該裝置正常平穩(wěn)運(yùn)行，進(jìn)而增加設(shè)備的使用壽命，延長(zhǎng)裝置生產(chǎn)周期。