ABS裝置摻混單元急冷水系統(tǒng)改造

（天津大沽化工股份有限公司，天津300000）

在聚合物生產(chǎn)領(lǐng)域，ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體通過聚合而成的熱塑性工程塑料，被歸為五大通用塑料之一。ABS樹脂廣泛應(yīng)用于汽車、家電、管材、醫(yī)用器械等領(lǐng)域。

大沽化工ABS裝置2010年末投產(chǎn)，一、二期共21條生產(chǎn)線年產(chǎn)ABS 40萬t，其中一期9條生產(chǎn)線，二期12條生產(chǎn)線，大沽化工的ABS采用乳液接枝聚合本體SAN摻混的生產(chǎn)工藝。此工藝摻混單元是ABS生產(chǎn)的最后階段，將HRG粉和SAN粒子按照一定比例經(jīng)過擠出機(jī)混煉擠出拉條，通過水浴冷卻，造粒，形成最終產(chǎn)品。其中急冷水系統(tǒng)則是為擠出機(jī)擠出的ABS拉條提供冷卻水的重要公用系統(tǒng)。

1 ABS裝置摻混單元急冷水系統(tǒng)介紹

急冷水系統(tǒng)由泵、過濾器、換熱器、循環(huán)管道、儲(chǔ)水地坑等部分組成。泵提供水動(dòng)力，過濾器過濾系統(tǒng)中的雜質(zhì)，換熱器對(duì)系統(tǒng)中的循環(huán)水降溫，循環(huán)管道提供循環(huán)水流道，儲(chǔ)水地坑對(duì)循環(huán)水進(jìn)行臨時(shí)儲(chǔ)存。

大沽化工摻混工段急冷水系統(tǒng)是通過坑泵為循環(huán)提供動(dòng)力，使循環(huán)水經(jīng)過過濾器過濾掉循環(huán)水中ABS粒子等雜質(zhì)，然后循環(huán)水經(jīng)過板式換熱器進(jìn)行熱量交換，經(jīng)過換熱器出來的冷水進(jìn)入各條生產(chǎn)線ABS拉條水浴，對(duì)拉條進(jìn)行冷卻，吸收了熱量的熱水流回地下循環(huán)回水管道，經(jīng)過總管流回到地坑中。這樣形成一個(gè)閉合的循環(huán)系統(tǒng)。

2 ABS裝置摻混單元急冷水系統(tǒng)存在的問題

自2010年投產(chǎn)以來，大沽化工ABS生產(chǎn)裝置摻混單元急冷水系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)踐中暴露出了一些問題，特別是在最近幾年產(chǎn)量不斷增加的情況下，問題日益嚴(yán)重，急冷水系統(tǒng)已無法滿足摻混單元的高負(fù)荷運(yùn)行，影響了生產(chǎn)產(chǎn)量。

2.1 急冷水系統(tǒng)坑泵能力不足，維修率過高

ABS裝置摻混單元二期急冷水系統(tǒng)用兩臺(tái)坑泵PP-D5009A/B提供循環(huán)水動(dòng)力，一運(yùn)行一備用，而實(shí)際生產(chǎn)中，兩臺(tái)坑泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)才可以勉強(qiáng)提供8～9條生產(chǎn)線的冷卻水量。無法滿足12條滿負(fù)荷生產(chǎn)的要求。并且在長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)坑泵維修率過高，2014年11次，2015年10次，2016上半年5次，維修次數(shù)基本已經(jīng)達(dá)到月平均0.87次。

2.2 急冷水系統(tǒng)回水能力不足

在摻混單元的實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)二期超過9～10條生產(chǎn)線同時(shí)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水水浴回水將出現(xiàn)冒水的情況，由地坑打出的循環(huán)水無法完全回流到急冷水坑中，現(xiàn)場(chǎng)在水浴出口出現(xiàn)返水的情況，特別是離地坑近的生產(chǎn)線返水嚴(yán)重。造成工藝水的大量損失，影響現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，增加了現(xiàn)場(chǎng)管理的難度。

3 ABS裝置摻混單元急冷水系統(tǒng)的改造措施及分析

3.1 急冷水系統(tǒng)坑泵的改造與分析

經(jīng)過改造ABS裝置二期摻混單元將急冷水系統(tǒng)坑泵2臺(tái)改為3臺(tái)，并且原系統(tǒng)兩臺(tái)坑泵均為立式離心泵，現(xiàn)3臺(tái)泵增加了2臺(tái)自吸式離心泵保留了1臺(tái)立式離心泵具體情況如圖1所示。

圖1 改造前與改造后現(xiàn)場(chǎng)照片對(duì)比

由于兩臺(tái)泵已無法滿足摻混單元的生產(chǎn)要求，因此改造中要求增加1臺(tái)坑泵以滿足生產(chǎn)要求。經(jīng)過工藝技術(shù)員與設(shè)備員溝通得出泵維修率過高的另外一個(gè)原因是摻混單元立式離心泵傳動(dòng)軸過長(zhǎng)。在高負(fù)荷運(yùn)行中，特別容易磨損，造成維修率高。因此再增加了一臺(tái)自吸泵，克服了立式離心泵的使用缺點(diǎn)。在看到效果之后，摻混單元將原有的一臺(tái)立式離心泵也改成了自吸泵。這樣在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)開兩臺(tái)自吸泵，一臺(tái)立式離心泵備用。僅在自吸泵需要維修情況下緊急提供出口壓力。這樣大大降低了坑泵維修率，改造前維修率為0.87次/月，改造后的一年實(shí)際使用中僅為0.17次/月。

自2016年改造完成后，生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用中，ABS二期摻混開11條生產(chǎn)線90%以上的負(fù)荷情況下（共12條生產(chǎn)線），兩臺(tái)自吸泵同時(shí)運(yùn)行（PP-D5009A和 PP-D5009C），如圖 2，DCS急冷水系統(tǒng)可以看出坑泵出口壓力達(dá)到設(shè)定壓力并且還有30%多的調(diào)整回流值，改造后的急冷水系統(tǒng)完全可以滿足滿負(fù)荷運(yùn)行，保證生產(chǎn)。

圖2 急冷水系統(tǒng)DCS

3.2 回水系統(tǒng)改造與分析

改造將ABS裝置二期摻混急冷水系統(tǒng)回水總管進(jìn)入地坑出口的過濾網(wǎng)去掉，在水浴出口增加過上下兩層過濾網(wǎng)。

回水系統(tǒng)的改造有一下幾方面的優(yōu)點(diǎn):

1）增強(qiáng)過濾效果：原本在回水系統(tǒng)總管加的圓筒過濾網(wǎng)，在實(shí)踐使用中，經(jīng)常出現(xiàn)未到季度檢修，就已經(jīng)脫落或者網(wǎng)子破損等情況，過濾網(wǎng)不能起到對(duì)循環(huán)水的過濾作用，ABS粒子和料塊會(huì)被吸入泵殼中卡在泵體葉輪之間對(duì)坑泵造成極大影響，導(dǎo)致坑泵運(yùn)行失衡，能力下降。改造后，第一層過濾掉雜質(zhì)粒子和料塊，第二層過濾主要防止在人工清理一級(jí)過濾網(wǎng)時(shí)粒子和料塊進(jìn)入地坑的情況。這樣經(jīng)過兩次的過濾保證完全攔截ABS粒子和料塊進(jìn)入到地坑中。并且可以隨時(shí)觀察過濾網(wǎng)有無破損情況，并做到及時(shí)處理。

2）減少了摻混單元檢修的作業(yè)量:摻混單元每季度檢修的重要工作之一就是清理急冷水地坑，清理處理出口總管過濾網(wǎng)，并清理進(jìn)入到地坑中的ABS粒子和料塊。改造后兩級(jí)過濾基本可以保證不會(huì)有粒子和塊料進(jìn)入地坑。極大的減少了地坑檢修期間的作業(yè)量。

3）解決急冷水系統(tǒng)回水問題:改造將急冷水回水總管的過濾網(wǎng)去掉，增加了水浴出口的過濾網(wǎng)，12條生產(chǎn)線水浴出口的過濾網(wǎng)面積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于回水總管過濾網(wǎng)面積，這樣通過增加循環(huán)水的過濾面積來減少回水阻力，增強(qiáng)了急冷水回水能力。自今年8月份改造后，開車觀察，ABS裝置二期摻混開11條生產(chǎn)線的情況下，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)水浴回水穩(wěn)定。改造前后有明顯差異，改造后各條生產(chǎn)線均沒有之前的水浴出口冒水情況發(fā)生。

4 總結(jié)

ABS裝置摻混急冷水系統(tǒng)是ABS生產(chǎn)的重要保障，也是影響ABS高產(chǎn)的主要因素之一，經(jīng)過對(duì)ABS裝置二期摻混急冷水系統(tǒng)的改造，解決了坑泵能力不足，系統(tǒng)回水能力不足等一系列問題，去除了急冷水系統(tǒng)限制ABS高產(chǎn)的隱患，進(jìn)而又減少了檢修作業(yè)量，維修作業(yè)量，工藝水浪費(fèi)。因此，急冷水系統(tǒng)的改造既保證了ABS持續(xù)高產(chǎn)，又為企業(yè)降低了消耗節(jié)約了成本。