安德里茨流化床干燥器加熱器國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用

王劍虹，周雪松，徐達(dá)

（中國(guó)石油吉林石化公司乙烯廠， 吉林 吉林 132001）

1 流化床干燥器系統(tǒng)概述

高密度聚乙烯和己烷由螺旋輸送器送至流化床內(nèi)，流化床被分為兩個(gè)主要區(qū)域：一腔回流區(qū)用于預(yù)先干燥，二腔推流區(qū)用于其它干燥。兩個(gè)區(qū)都由流體室和干燥室組成，用帶孔隔板分離。每個(gè)干燥室都加裝加熱器，并且通過(guò)對(duì)加熱器提供飽和的低壓蒸汽對(duì)流化床內(nèi)的粉料進(jìn)行干燥。加熱板拆裝方便，沿著導(dǎo)軌被拉出，便于清洗和維護(hù)。預(yù)干的粉料從第一腔經(jīng)潛流孔進(jìn)入到第二干燥階段，干燥過(guò)的粉料經(jīng)潛流孔離開(kāi)第二階段并通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥（RF2203）排出。通過(guò)檢查玻璃窗進(jìn)行吹氮處理以檢查流化床干燥器的運(yùn)流化狀態(tài)。

干燥裝置是一個(gè)密閉循環(huán)系統(tǒng)，混合氣在離開(kāi)流化床一腔時(shí)帶著一定量的干燥粉料與己烷氣，由旋風(fēng)分離器S2201將粉料分離，再由旋轉(zhuǎn)閥RF2201排放回至二腔，混合氣進(jìn)入到氮?dú)庀礈焖2201里，通過(guò)氮?dú)庀礈焖2201冷凝混合氮?dú)鈨?nèi)的己烷氣。

冷凝己烷由P2201A/B泵再循環(huán)并通過(guò)己烷冷卻器E2206冷卻，己烷在氮?dú)庀礈焖2201內(nèi)自動(dòng)保持其液面水平。

凈化氮?dú)庥呻x心風(fēng)機(jī)C2201輸送至氮?dú)饧訜崞鱁2201，氣體在進(jìn)入流化床干燥器的二腔，由己烷蒸氣進(jìn)行預(yù)熱。

離開(kāi)二腔的混合氣由旋風(fēng)分離器S2202將粉料分離，分離的高密度聚乙烯粉末被排放到第二階段或直接進(jìn)到干燥器輸出管線，而凈化的氮?dú)鈩t由離心風(fēng)機(jī)C2202輸送至一腔，以完成干燥氣體的循環(huán)。

圖1 粉料干燥系統(tǒng)流程

2 流化床設(shè)計(jì)和操作數(shù)據(jù)

流化床設(shè)計(jì)和操作數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1

3 流化床運(yùn)行周期

根據(jù)流化床分布板壓差、一二腔壓差、床層高度等參數(shù)判斷分布板結(jié)垢情況。穩(wěn)定流化床進(jìn)料，及時(shí)通過(guò)加熱蒸汽手閥調(diào)整干燥床內(nèi)溫度，避免溫度過(guò)低，堵塞分布盤和管束掛料。

由于物料中含有低分子聚合物蠟，熔點(diǎn)低，與溫度達(dá)到100℃的加熱器管束接觸，在加熱器管束外表面熔融粘結(jié)，運(yùn)行六個(gè)月后形成結(jié)垢層，需要每半年將流化床加熱器拉出進(jìn)行水力清洗。干燥床分兩個(gè)腔，一腔為進(jìn)料腔，有3塊加熱板，二腔為出料腔，有5塊加熱板。在一腔中，濕料與溫度達(dá)到100℃的加熱板管束接觸，容易在管束上形成粘結(jié)層，影響換熱。進(jìn)而導(dǎo)致干燥效果變差，出口粉料揮發(fā)份不達(dá)標(biāo)，擠出造粒時(shí)存在著火風(fēng)險(xiǎn)。

4 流化床加熱器制作

4.1 加熱器制作原因

流化床加熱器運(yùn)行12年過(guò)程中4#豎管加熱器出現(xiàn)泄漏，通過(guò)多次焊接堵漏仍未消除漏點(diǎn)。由于日常生產(chǎn)過(guò)程中，流化床二腔第8塊豎管加熱器不需要開(kāi)蒸汽投用，為保證生產(chǎn)運(yùn)行，將4#豎管加熱器與8#完好的豎管加熱器調(diào)換，然后將8#豎管加熱器切出。

由于加熱器列管在流化床內(nèi)受到循環(huán)氮?dú)獾臎_擊產(chǎn)生振動(dòng)，原加熱器列管是將3/4英寸白鋼管開(kāi)孔焊接，焊接強(qiáng)度較低，并且容易出現(xiàn)應(yīng)力集中。

4.2 加熱器改造方案

為了保證加熱器焊接強(qiáng)度，避免產(chǎn)生焊接應(yīng)力，將加熱器列管橫管段采用三通直接連接，同時(shí)將加熱器列管豎管由一根改成上下兩部分，同時(shí)將蒸汽來(lái)氣和回凝進(jìn)行單獨(dú)分離，降低加熱器列管在循環(huán)氮?dú)庀庐a(chǎn)生的振動(dòng)。

4.3 加熱器現(xiàn)場(chǎng)安裝方法

4.3.1 施工方法

將新4#豎管加熱器運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，拆除保溫及拆卸蒸汽管線、加熱器壓板螺栓，鋪好小車導(dǎo)軌。舊4#豎管加熱器拆除，新4#豎管加熱器安裝及上支撐輪和蒸氣管線安裝。在流化床上方設(shè)置吊點(diǎn)懸掛導(dǎo)鏈，利用導(dǎo)鏈鉤住加熱器專用吊耳，配合抽出加熱器并放置到專用小車上。利用專用小車將舊4#加熱器移至指定位置進(jìn)行上支撐輪拆除。

根據(jù)加熱器的實(shí)際狀態(tài)利用可調(diào)螺栓孔的螺栓，將設(shè)備調(diào)整至最佳位置，此臺(tái)4#豎管加熱器拆裝在7#豎管加熱器位置進(jìn)行找正，找正完成后將4#豎管加熱器抽出運(yùn)至焊接位置。根據(jù)新4#豎管加熱器的位置回裝蒸汽管線，根據(jù)實(shí)際進(jìn)行管線改口焊接。

圖2 加熱器上支撐導(dǎo)輪

4.3.2 施工焊接工藝

切割及坡口加工時(shí)管材切斷前應(yīng)移植原有標(biāo)識(shí)。20#鋼可用氧-乙炔焰切割，但切割后必須將氧化層徹底去除。焊接接頭組對(duì)前，清理其內(nèi)外表面，在坡口20mm范圍內(nèi)不得有油漆、毛刺、銹斑、氧化皮、鍍鋅層及其它對(duì)焊接有害的雜質(zhì)。焊接接頭組對(duì)前應(yīng)確認(rèn)坡口加工形式、尺寸、表面粗糙度符合有關(guān)規(guī)定，且不得有裂紋、夾層等缺陷。

組對(duì)過(guò)程中焊件應(yīng)放置穩(wěn)固，防止在焊接或熱處理時(shí)發(fā)生變形，不得用強(qiáng)力方法組對(duì)焊接接頭。壁厚相同的管道組成件組對(duì)時(shí)，應(yīng)使內(nèi)壁平齊，其錯(cuò)邊量不應(yīng)超過(guò)壁厚的10%，且不大于1mm。

圖3 焊接接頭形式及要求簡(jiǎn)圖

5 取得的效果

通過(guò)采取改造措施收到了立竿見(jiàn)影的效果，加熱器列管振動(dòng)降低，加固的固定支撐未影響到循環(huán)氮?dú)獾牧髁?，與進(jìn)口加熱器的干燥效果相同。

流化床加熱器的使用效果較好，避免加熱器列管產(chǎn)生應(yīng)力斷裂泄漏，導(dǎo)致整個(gè)裝置干燥單元波動(dòng)，造成裝置停車。流化床加熱器改造的完成將在后續(xù)的投用過(guò)程中解決應(yīng)力腐蝕和加熱器清洗時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，使更換的加熱器使用壽命提高到原來(lái)的1-2倍，提高加熱器運(yùn)行的安全系數(shù)。

6 結(jié)論

綜上所述，流化床加熱器看似制作簡(jiǎn)單，但是能夠消除加熱器列管應(yīng)力腐蝕和加熱器長(zhǎng)周期穩(wěn)定進(jìn)行，必須了解加熱器腐蝕泄漏的原因，認(rèn)真分析如何改造既能起到消除應(yīng)力作用，又不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。流化床加熱器的制作應(yīng)用是高密度聚乙烯裝置備件國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)的成功案例，為以后同類裝置加熱器國(guó)產(chǎn)化提供了參考，具有推廣意義。

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