滾筒造粒法在龍王廟天然氣凈化廠的應(yīng)用

王敏 黃征宇(西南油氣田分公司遂寧龍王廟天然氣凈化廠，重慶 潼南 402660)

滾筒造粒法在龍王廟天然氣凈化廠的應(yīng)用

王敏 黃征宇(西南油氣田分公司遂寧龍王廟天然氣凈化廠，重慶 潼南 402660)

龍王廟天然氣凈化廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為凈化天然氣3000× 104m3/d，設(shè)有7列天然氣處理裝置，Ⅰ-Ⅳ列單列處理能力為300×104m3/d，Ⅴ-Ⅶ列單列處理能力為600×104m3/d，硫磺回收裝置每天生產(chǎn)的液硫約168t。硫磺成型裝置設(shè)置了2套硫磺滾筒造粒機(jī)系統(tǒng)（每套處理能力為15～18t/h）。本裝置選用了Ener?sul公司的GXM3?滾筒造粒機(jī)。本裝置于2014年10月1日開始試運(yùn)行，效果較好。

1 滾筒造粒工藝流程

從系統(tǒng)來的液硫到液硫池中，儲存在液硫儲罐中的液態(tài)硫磺，用液硫輸送泵抽出，以一恒定的速率送至滾筒。

當(dāng)液硫向滾筒傳送時，小的硫磺粒子通過液硫噴嘴持續(xù)不斷向外噴灑，在造粒轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的過程中，金屬抄板的內(nèi)部不斷的提升掉落的顆粒同時運(yùn)載它們至轉(zhuǎn)鼓頂部附近。顆粒在那里掉落并且顆粒掉落形成一個持續(xù)的簾幕。掉落的顆粒直接經(jīng)過硫磺噴嘴前部，這樣噴灑的液硫包裹顆粒且在顆粒表面凍結(jié)形成一層硫磺層。被包裹的顆粒落回到滾床，在被再次提升或者通過產(chǎn)品排出口溜槽離開滾筒之前，在那里持續(xù)冷卻。

冷卻水通過冷卻水過濾器過濾后，經(jīng)冷卻水泵送至滾筒，通過安裝在與硫磺噴嘴總管平行的水總管上的噴嘴被噴入滾筒內(nèi)部。在滾筒內(nèi)，通過對水滴的蒸發(fā)，凝固的硫磺中的熱被吸附出來，通過滾筒的空氣也可去除水蒸汽，對硫磺顆粒進(jìn)行冷卻，因此硫磺水分不會超標(biāo)，空氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器將硫磺小顆粒分離、融化后淌回液硫槽中，再排放到大氣中。

滾筒朝出口方向向下傾斜，以確保成型的硫磺顆粒通過滾筒出口的溜槽連續(xù)不斷的移動，滾至傳輸帶下料口，通過產(chǎn)品傳輸帶直接送硫磺稱量、包裝、碼垛系統(tǒng)。

2 裝置運(yùn)行情況

Enersul GXM3?硫磺造粒機(jī)組是由Allen-Bradley公司的ControlLogix5000與單純I/O雙冗余CPU配置控制。該設(shè)備的控制系統(tǒng)提供了設(shè)備以正確的順序開機(jī)/關(guān)機(jī)以及過程變量的自動化控制，例如液位，流量和溫度的控制。

在操作界面屏幕上PLC將指示電機(jī)可用，這表明對啟動電機(jī)的許可已經(jīng)得到滿足，電機(jī)控制電源可用，現(xiàn)場開關(guān)在遠(yuǎn)程位置，并允許操作者通過觀看屏幕決定現(xiàn)場是否做好了啟動的準(zhǔn)備。

電機(jī)的速度是PLC通過網(wǎng)絡(luò)通信連接控制，為變頻驅(qū)動器頻率傳輸參考的設(shè)置點(diǎn)。PLC邏輯會監(jiān)控電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，如果在PLC下達(dá)啟動命令后規(guī)定的時間內(nèi)電機(jī)沒有啟動和提供運(yùn)行狀態(tài)給PLC，啟動失敗警報將會響起，并且適當(dāng)?shù)耐＼図樞驅(qū)_始。PLC還會監(jiān)控和顯示電機(jī)的電流安培數(shù)和速度。

工藝氣流是由變速風(fēng)扇控制的，通過轉(zhuǎn)鼓帶動空氣除去液硫的熱量，風(fēng)扇速度是由PID控制器使用電機(jī)電流設(shè)置作為設(shè)定點(diǎn)，因此風(fēng)扇在一種恒功率下運(yùn)行，在空氣稠密時冷啟動，風(fēng)扇將會低速運(yùn)行。當(dāng)鼓達(dá)到一定溫度空氣變得不稠密，風(fēng)機(jī)就加快速度，因此流量也理論上得到控制。

水流量計(jì)把工藝參數(shù)傳給PID控制器，設(shè)置工藝水泵的速速通過變頻驅(qū)動器去維持工藝水流在設(shè)定點(diǎn)位置。

硫流量計(jì)將工藝參數(shù)傳送給通過變頻驅(qū)動器設(shè)置硫磺泵速度的PID控制器，維持液硫量在設(shè)定點(diǎn)。

液硫液位變送器傳送工藝變量給PID控制器，PID控制器決定控制閥的位置保證在罐里面的硫磺液位維持在設(shè)定點(diǎn)。

3 存在的問題及解決措施

3.1 液硫噴嘴易堵塞

由于此設(shè)備為新設(shè)備，新管線，所以液硫管線中會存在硫化亞鐵，而液硫噴嘴很小，硫化亞鐵易將噴嘴堵塞。在運(yùn)行過程中，若液硫噴嘴分布管前的壓力表壓力明顯增大，則表明，液硫噴嘴有堵塞現(xiàn)象，需停機(jī)將噴嘴拆下疏通。

3.2 尾部進(jìn)風(fēng)口聚積熱氣

旋風(fēng)分離器液硫回流管線為軟管保溫，法蘭處有2cm左右的管線無夾套保溫，導(dǎo)致硫磺在法蘭處凝固，旋風(fēng)分離器里的硫磺則無法回流到液硫罐，起初進(jìn)入旋風(fēng)分離器的硫磺小顆粒，在旋風(fēng)分離器的液硫夾套層溶化，慢慢將液硫夾套層填滿，后期進(jìn)入旋風(fēng)分離器的硫磺小顆粒和部分液硫則直接和空氣一起進(jìn)入了引風(fēng)機(jī)進(jìn)口管線，而引風(fēng)機(jī)進(jìn)口管線無保溫，液硫在管線中慢慢凝固，最后固體硫磺越積越多，最終將引風(fēng)機(jī)進(jìn)口管線堵塞，導(dǎo)致抽風(fēng)流程不能形成通路，熱氣在造粒機(jī)尾部進(jìn)風(fēng)口積聚，導(dǎo)致從造粒機(jī)滾筒出來的成型后的硫磺溫度超過60℃，硫磺顆粒變大。

后期將對法蘭處進(jìn)行保溫。

3.3 液硫罐排氣管線噴射液硫

由于造粒機(jī)液硫罐排氣管與大氣相通，溫度會相對偏低，加之日常生產(chǎn)時排氣管內(nèi)會有硫蒸汽排出，時間長了可能會導(dǎo)致排氣管內(nèi)硫磺堵塞。同時旋風(fēng)分離器液硫回流管上下法蘭處各有2cm左右管線無夾套保溫，也會導(dǎo)致管內(nèi)硫磺堵塞。液硫罐為一個常壓設(shè)備，與大氣相通，但由于排氣管和旋風(fēng)分離器液硫回流管均被硫磺堵塞，液硫罐成為了一個密閉容器，液硫罐保溫盤管蒸汽法蘭泄漏出蒸汽，導(dǎo)致液硫罐壓力升高，最終將部分密封墊沖出，同時將排氣管和旋風(fēng)分離器液硫回流管堵塞的硫磺均沖通，導(dǎo)致部分液硫從排氣管沖出，噴射到2#造粒機(jī)設(shè)備表面。旋風(fēng)分離器回流管內(nèi)有硫磺堵塞，可以確定旋風(fēng)分離器液硫夾套層充滿了液硫。當(dāng)旋風(fēng)分離器液硫回流管被沖通時，部分液硫從旋風(fēng)分離器風(fēng)筒內(nèi)流到了引風(fēng)機(jī)進(jìn)口管線，其余大部分積存的液硫流入了液硫罐。

3.4 滾筒抱箍固定螺栓和固定吊耳斷裂

滾筒在轉(zhuǎn)動時，會產(chǎn)生拉力，由于之前所用的螺栓為鍍鋅螺栓，抗拉性不強(qiáng)，設(shè)備運(yùn)行一段時間后，多顆螺栓被拉斷。后來廠家發(fā)來炭鋼螺栓，由于抗拉力更強(qiáng)了，滾筒在轉(zhuǎn)動過程中的產(chǎn)生的拉力未將螺栓拉斷，就將抱箍螺栓固定吊耳拉斷。初步判斷抱箍螺栓吊耳材質(zhì)為鑄鐵，所以抗拉性無螺栓強(qiáng)。

后期廠家將會把吊耳材質(zhì)更換為炭鋼材料。

4 結(jié)語

滾筒造粒工藝相較于鋼帶造粒、空氣造粒、水冷造粒具有占地小、能耗少、產(chǎn)量大等特點(diǎn)，未來在一些細(xì)節(jié)上進(jìn)行優(yōu)化處理，將更有效的提高其工作效率。