乙炔工序的技術(shù)改造

馬升博，孔濤

(茌平信發(fā)聚氯乙烯有限公司,山東 聊城 252100)

茌平信發(fā)聚氯乙烯有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)茌平信發(fā))分兩期建設(shè)了60萬(wàn)t/a PVC項(xiàng)目，第1期產(chǎn)能為20萬(wàn)t/a，第2期產(chǎn)能為40萬(wàn)t/a。乙炔生產(chǎn)使用自備電石，電石廠(chǎng)距離PVC廠(chǎng)20 km，整坨電石采用運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至卸料廠(chǎng)房，由鏟車(chē)上料，再進(jìn)行兩級(jí)破碎；破碎好的電石使用皮帶輸送機(jī)輸送至電石筒倉(cāng)儲(chǔ)存。電石筒倉(cāng)的下部裝有振動(dòng)給料機(jī)，電石通過(guò)振動(dòng)給料機(jī)出料后，再由皮帶輸送機(jī)輸送至乙炔發(fā)生廠(chǎng)房五樓水泥大加料斗，大加料斗內(nèi)的電石再通過(guò)振動(dòng)給料機(jī)加入乙炔發(fā)生器加料斗。在電石破碎及輸送過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的電石粉塵，尤其是卸料廠(chǎng)房卸車(chē)處、顎式破碎機(jī)出料口和入料口、皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)站、電石筒倉(cāng)入料口、振動(dòng)給料機(jī)出料口、水泥大加料斗、發(fā)生器加料斗等部位，不僅污染環(huán)境，影響員工操作及巡檢，而且存在安全隱患。為響應(yīng)環(huán)保要求及改善員工操作環(huán)境，茌平信發(fā)對(duì)乙炔工序電石破碎及輸送過(guò)程進(jìn)行了技術(shù)改造。

1 一級(jí)破碎機(jī)入料口增加喂料機(jī)并對(duì)破碎機(jī)加料斗進(jìn)行改造[1]

茌平信發(fā)兩期項(xiàng)目共計(jì)6條破碎線(xiàn)，均采用兩級(jí)破碎，一級(jí)破碎機(jī)為PE-600×900顎式破碎機(jī)，入料口尺寸為600 mm×900 mm，入料口設(shè)有加料與收塵一體的加料斗。電石使用鏟車(chē)直接上料，即由鏟車(chē)將卸料廠(chǎng)房地面上的大塊電石直接加入破碎機(jī)加料斗，電石再經(jīng)加料斗進(jìn)入顎式破碎機(jī)。在加料過(guò)程中，電石存在搭橋現(xiàn)象，造成破碎機(jī)入料不暢，甚至加不進(jìn)料，需要人工處理。電石搭橋嚴(yán)重時(shí)，破碎機(jī)不再入料，而是處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，大量粉塵從破碎機(jī)入料口逸出，對(duì)破碎機(jī)入料口平臺(tái)處的操作人員身體健康影響嚴(yán)重。為解決破碎機(jī)入料不暢的問(wèn)題，在一級(jí)破碎機(jī)入料口處增加了喂料機(jī)，將破碎機(jī)加料斗移至喂料機(jī)加料口處，喂料機(jī)出料口直接對(duì)著破碎入料口，如圖1所示。

圖1 喂料機(jī)安裝示意圖Fig.1 Installation diagram of feeder

增加喂料機(jī)后，電石可以通過(guò)喂料機(jī)均勻地進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)，降低了電石搭橋和破碎機(jī)入料不暢的概率，減少了破碎機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電石粉塵。同時(shí)，對(duì)破碎機(jī)加料斗進(jìn)行改造，增大加料斗容積和吸塵罩吸塵面積。通過(guò)以上改造，有效減少了一級(jí)破碎機(jī)區(qū)域的電石粉塵。

2 第1期5#至6#皮帶機(jī)導(dǎo)料溜槽改造為可控流轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

茌平信發(fā)共有22條電石輸送皮帶，第1期項(xiàng)目有9條，第2期項(xiàng)目有13條。皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)需要導(dǎo)料溜槽，兩期項(xiàng)目共計(jì)31個(gè)導(dǎo)料溜槽。原設(shè)計(jì)導(dǎo)料溜槽由鋼板直接焊接，電石經(jīng)導(dǎo)料溜槽轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，即由甲皮帶機(jī)落至乙皮帶機(jī)時(shí)，在甲皮帶機(jī)頭部出料處及乙皮帶機(jī)尾部受料處有大量電石粉塵逸出。為減少粉塵量，借鑒電解鋁裝置所用設(shè)備，將皮帶機(jī)導(dǎo)料溜槽改造為可控流轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。為保證使用效果，在第1期5#至6#皮帶機(jī)導(dǎo)料溜槽進(jìn)行了試驗(yàn)。

可控流轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)包含皮帶機(jī)頭部漏斗、落料裝置、接料勺、導(dǎo)料槽、密封組件、觀察檢修門(mén)等，具體見(jiàn)圖2。

圖2 可控流轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)示意圖
Fig.2 Diagram of a flow-controllable transfer system

為降低料流產(chǎn)生的沖擊，控制物料流動(dòng)速度并減少粉塵的產(chǎn)生，皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)處均設(shè)置為S形落料?？煽亓鬓D(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)技術(shù)要求如下。

(1)系統(tǒng)材料：外殼采用Q345R材料，厚度為22 mm。

(2)集料裝置、中間過(guò)渡段管壁和給料裝置要求光滑順暢、耐磨損、能抗強(qiáng)力沖擊、易安裝。

(3)落料系統(tǒng)各部分應(yīng)采用分段法蘭密封連接，便于安裝、檢修維護(hù)及更換備品備件；設(shè)置漏斗堵料清理平臺(tái)和觀察窗口。

(4)落料系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)物料的最大流量和最大粒度進(jìn)行設(shè)計(jì)，須滿(mǎn)足急停時(shí)對(duì)溜槽容量的要求，其設(shè)計(jì)還須保證將物料導(dǎo)流至受料帶式輸送機(jī)的中心，并能防止粉塵外逸。

(5)落料裝置具有足夠大的容量，并且用型鋼加強(qiáng)和支承，落料和堵料時(shí)不發(fā)生變形。

(6)弧線(xiàn)落料管底部與接料皮帶接近位置均設(shè)置料流調(diào)節(jié)門(mén)，以保證物料落至受料帶式輸送機(jī)的中心。調(diào)節(jié)門(mén)應(yīng)易于調(diào)整并能牢固鎖定。

(7)落料裝置的下部須向受料帶式輸送機(jī)運(yùn)行方向傾斜，不能堵塞料流。物料不得直接落在受料帶式輸送機(jī)上，要使小塊物料先于大塊物料落至受料帶式輸送機(jī)上作為緩沖層，并設(shè)有減震裝置和檢修孔。

(8)在防塵罩入口處設(shè)置耐磨橡膠制成的防塵簾。

2018年5月15日，第1期5#至6#皮帶機(jī)導(dǎo)料溜槽可控流轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)改造完成，投入運(yùn)行后，抑塵效果明顯。為進(jìn)一步檢驗(yàn)改造效果，又增訂了3套可控流轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，現(xiàn)設(shè)備已經(jīng)到貨，待檢修時(shí)安裝。

3 新增7套除塵系統(tǒng)及9臺(tái)輸灰倉(cāng)泵

茌平信發(fā)第1期項(xiàng)目原有8套布袋除塵系統(tǒng)，風(fēng)量合計(jì)93 600 m3/h；第2期項(xiàng)目原有10套布袋除塵系統(tǒng)，風(fēng)量合計(jì)210 480 m3/h。原有除塵系統(tǒng)因設(shè)計(jì)風(fēng)量太小、除塵管道布置不合理、管徑計(jì)算不當(dāng)、風(fēng)壓低等問(wèn)題，除塵效果較差，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。改造前吸塵點(diǎn)分布情況見(jiàn)表1、表2。

表1 改造前第1期項(xiàng)目除塵系統(tǒng)情況統(tǒng)計(jì)

表2 改造前第2期項(xiàng)目除塵系統(tǒng)情況統(tǒng)計(jì)

為減輕原有除塵系統(tǒng)壓力，達(dá)到更好的除塵效果，新增了7套除塵系統(tǒng)，其中第1期增加3套，風(fēng)量合計(jì)174 000 m3/h；第2期增加4套，風(fēng)量合計(jì)108 000 m3/h。

3.1 第1期

(1)在破碎廠(chǎng)房南側(cè)新增1套除塵系統(tǒng)(包括輸灰倉(cāng)泵)，位于一級(jí)破碎機(jī)入口，共2個(gè)吸塵點(diǎn)。

(2)在電石筒倉(cāng)北側(cè)新增1套除塵系統(tǒng)(包括輸灰倉(cāng)泵)，位于電石筒倉(cāng)頂部入料處，共3個(gè)吸塵點(diǎn)。

(3)在乙炔發(fā)生裝置3樓西頭新增1套除塵系統(tǒng)(包括輸灰倉(cāng)泵)，位于乙炔發(fā)生裝置5樓加料斗處，共6個(gè)吸塵點(diǎn)。

(4)原6#除塵系統(tǒng)6#皮帶至7#皮帶落料處、發(fā)生器加料斗處，共7個(gè)吸塵點(diǎn)。

3.2 第2期

(1)發(fā)生廠(chǎng)房新增3套除塵系統(tǒng)(包括輸灰倉(cāng)泵)，其中2套用于處理南北2條線(xiàn)水泥料斗加料處的粉塵，共6個(gè)吸塵點(diǎn)；1套用于處理3#皮帶至4#皮帶落料處的粉塵，共6個(gè)吸塵點(diǎn)。

(2)破碎廠(chǎng)房西側(cè)新增1套除塵系統(tǒng)(包括輸灰倉(cāng)泵)，用于處理a、b 2臺(tái)筒倉(cāng)入料口的粉塵，共2個(gè)吸塵點(diǎn)。

(3)原6#除塵系統(tǒng)只處理c、d 2臺(tái)筒倉(cāng)入料口的粉塵，共2個(gè)吸塵點(diǎn)。

(4)7#、8#除塵系統(tǒng)卸灰直接落至4#皮帶上，造成粉塵二次污染，為此增加2臺(tái)輸灰倉(cāng)泵。

7套除塵系統(tǒng)及9臺(tái)倉(cāng)泵在2018年檢修期間施工、改造，于2018年6月底正式投入運(yùn)行，有效解決了除塵系統(tǒng)風(fēng)量小、風(fēng)壓低等問(wèn)題，破碎機(jī)出料口、電石筒倉(cāng)出入口、水泥加料斗等位置粉塵量大大降低，員工操作及巡檢環(huán)境得到明顯改善。

4 電石輸送導(dǎo)料槽及吸塵導(dǎo)料槽改造

原設(shè)計(jì)中，導(dǎo)料槽由6 mm普通鋼板直接焊接，四周采用橡膠帶條封堵。在運(yùn)行過(guò)程中，電石粉塵從導(dǎo)料槽縫隙、橡膠帶條與皮帶之間的縫隙逸出，吸塵導(dǎo)料槽起不到吸塵作用，為此對(duì)輸送系統(tǒng)所有導(dǎo)料槽進(jìn)行改造。導(dǎo)料槽需要具有足夠大的容量，長(zhǎng)度為帶寬的4倍(從加載中心算起)，寬度不小于帶寬的2/3，高度大于500 mm(從中間托輥的上表面算起)，兩邊側(cè)板的間距為帶寬的2/3。導(dǎo)料槽與皮帶緊密連接在一起，邊緣沒(méi)有漏風(fēng)和漏料情況，內(nèi)部須設(shè)置擋簾，避免空氣直線(xiàn)流動(dòng)，并將電石落料導(dǎo)料槽與吸塵導(dǎo)料槽直接焊接在一起。導(dǎo)料槽改造完成后，2個(gè)導(dǎo)料槽內(nèi)同時(shí)形成負(fù)壓，可避免電石粉塵外逸，大大降低了粉塵含量。

5 管理方面的改進(jìn)[2]

(1)加強(qiáng)電石上料和筒倉(cāng)充氮管理，減少電石粉化，從源頭減少電石粉塵的產(chǎn)生。

(2)單套除塵系統(tǒng)須處理多個(gè)不同時(shí)工作的吸塵點(diǎn)，因此將吸塵罩閥門(mén)全部改為氣動(dòng)閥，并接入DCS控制系統(tǒng)，根據(jù)吸塵點(diǎn)運(yùn)行與否確定氣動(dòng)風(fēng)閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

(3)原設(shè)計(jì)中，振動(dòng)給料機(jī)箱體的頂板與立板由法蘭連接，但實(shí)際使用中，法蘭接縫處易漏電石灰，為此將振動(dòng)給料機(jī)箱體改為焊接結(jié)構(gòu)，消除漏灰點(diǎn)。

(4)委托專(zhuān)業(yè)的除塵器廠(chǎng)家對(duì)每套除塵系統(tǒng)的布袋、骨架、氣缸、脈沖閥、二位五通閥等進(jìn)行檢查維修。

(5)破碎輸送工序清掃人員及時(shí)清理電石粉塵，嚴(yán)禁將電石粉塵直接放在皮帶上，避免造成二次污染。

(6)定期對(duì)除塵器布袋進(jìn)行檢查及更換，布袋應(yīng)完好無(wú)損，不能出現(xiàn)劃痕和縫隙。

(7)加強(qiáng)電石灰輸送系統(tǒng)的管理，避免輸灰不及時(shí)影響除塵器的收塵效果。

6 結(jié)語(yǔ)

茌平信發(fā)通過(guò)對(duì)乙炔工序進(jìn)行工藝改造，并加強(qiáng)生產(chǎn)管理，大大改善了工作環(huán)境，提升了電石入料系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，降低了生產(chǎn)環(huán)境中電石粉塵的含量。2019年，茌平信發(fā)將對(duì)乙炔生產(chǎn)工序進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，爭(zhēng)取創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益。