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终聚釜液位www.y9.cc配置密封油站技术改造

作时间:2019-11-08  来源:  作者:
   

    摘 要: 终聚釜是聚酯装置关键设备之一,终聚釜采用接触式双端面液位www.y9.cc。运行时必须外供清洁阻封液,外供阻封液的温度、压力不稳定会导致液位www.y9.cc发生泄漏故障。将初始液位www.y9.cc辅助系统改为现在的密封油站后,阻封液温度、压力等运行情况改善,提高了液位www.y9.cc运行可靠性。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    终聚釜是聚酯装置关键设备之一,终聚釜能否安全稳定运行在很大程度上取决于液位www.y9.cc装置的安全可靠性,终聚釜运行可靠性决定聚酯装置能否长期、连续、稳定、可靠运行。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    我公司有一套 900 t /d 聚酯生产装置,设计采用一套酯化线配二套缩聚生产线工艺。其中两台卧式带有鼠笼式搅拌器的终聚釜,每台鼠笼式搅拌器由两根外置短轴支撑,每根短轴配置一套液位www.y9.cc。液位www.y9.cc为波纹管连接的背靠背、带压接触式双端面液位www.y9.cc。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    1 终聚釜液位www.y9.cc装置简介2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    终聚釜双端面液位www.y9.cc结构见图 1,具体工况如下:2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         水平安装;2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         设计温度: 300 ℃ ;2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         设计压力: 真空/ + 0. 1 MPa;2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         密封介质: 聚酯熔体;2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         操作压力: 0. 1 MPa;2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         操作温度: 285 ~ 300 ℃ ;2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         冲洗方案: PLAN 542oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         阻封液: 乙二醇( EG) ;2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         冲洗液压力: max. 0. 2 MPa;2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
         转速: 1. 5 ~ 6 r/min。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    该液位www.y9.cc适用于较长的搅拌轴、高温工况及温度变化较大的卧式反应釜。在密封壳体外配置金属波纹管作为膨胀节,金属波纹管通过法兰与釜体连接,金属波纹管承受搅拌轴轴向延伸,避免由液位www.y9.cc件承受和补偿搅拌轴产生的较大热位移,同时金属波纹管可以承受搅拌轴的径向摆动。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

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    液位www.y9.cc运行的稳定性、可靠性主要取决于密封端面油膜温度。双端面液位www.y9.cc工作时必须从外部引入与被密封介质相容的密封流体,通常称作阻封液( 或缓冲液) 。初始设置的釜用液位www.y9.cc辅助系统是为了给液位www.y9.cc提供清洁、冷却、带压的阻封液,其主要功能是对密封端面的进行润滑冷却、平衡密封液的压力,以改善密封端面间的运行条件,使液位www.y9.cc能够长期、稳定、可靠地运行。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    2 初始配置的密封辅助系统存在缺陷2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    液位www.y9.cc初始配置 PLAN 54 冲洗冷却方案。当时为了考虑配置成本,没有采用液位www.y9.cc制造商提供的密封辅助系统,而是由生产装置提供新鲜 EG用来冲洗、冷却液位www.y9.cc,流程见图 2。阻封液 EG与生产用 EG 共用同一台输送泵提供,泵出口主管道直径为 DN150,阻封液主管径为 DN40,阻封液主管装配自力式调节阀,稳定进入液位www.y9.cc系统的阻封液压力,阻封液进入液位www.y9.cc管道管径为 DN20。每台釜用液位www.y9.cc进口安装有手阀,出口装配流量计、压力表、温度表和手阀,每台液位www.y9.cc可以单好隔断。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

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    初始密封辅助系统存在以下缺陷: 2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    1) 阻封液 EG 与生产用 EG 共用同一台输送泵,在生产过程中需要经常配制添加剂,配制添加剂需用 EG 流量约为 20 m3 /h,生产稳定、连续消耗 EG约为13 m3 /h,4 台液位www.y9.cc( 2S -A/2S -B /3S -A/3S - B) 阻封液流量约为 2 m3 /h,在配制添加剂过程中,阻封液 EG 流量、压力受影响很大,经常导致阻封液EG 压力、流量接近低报值。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    2) 在生产装置停机时,终聚釜操作温度一般在约 290 ℃,终聚釜须依靠通氮气降温,通常要求温度≤60 ℃才能停阻封液 EG,需要 2 ~ 3 天时间,这段时间消耗大量新鲜 EG,EG 只能当作废料处理,增加了生产车间的生产成本。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    3) 受电网故障影响,一旦 EG 输送泵断电,釜用液位www.y9.cc处于无冷却状态。在原新鲜 EG 输送泵配置 UPS 电源( 不间断电源) 后,对外电网晃电有一定的改善,但当外电网断电时,仍会造成停供阻封液EG 的情况。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    曾发生 1 起因外电网断电导致液位www.y9.cc泄漏故障,发生 2 起因阻封液压力流量低导致的液位www.y9.cc泄漏故障。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    对于接触式湿密封,维持密封腔压力稳定有利于保持足够的汽化压力裕量,可防止介质流体在端面处局部汽化,有利于保护密封端面,反之,则会损坏密封端面。其中控制阻封液循环量是关键因素。密封腔热量不及时带走,液位www.y9.cc端面温度过高会引起密封端面间油膜的气化,使密封端面磨损,造成密封失效; 温度升高也会使密封环变形,当密封环所受热应力超过材料许用应力时,密封件将发生永久变形破坏,造成密封端面接触状态的改变; 甚至因温度变化引起热冲击和热裂。 4) 运转过程能耗较高。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    3 改造方案2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    针对初始密封辅助系统的不足,提出改造成密封油站的方案,方案如下:2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    密封油站内部增加配置润滑油泵、冷却器、油箱等设备。这种方案的优势在于 EG( 密封油) 可反复循环使用,直到不能满足沖洗、冷却要求后才更换新鲜 EG,隔离液循环动力强,循环流量较大,温度进一步降低且可控,密封运行环境进一步改善。但密封油系统造价较高,对于单台釜用液位www.y9.cc来说性价比不高,密封油站循环冷却方案可同时配置多个釜用液位www.y9.cc。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    3. 1 密封油站工作原理2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    密封油站主要包括密封油箱、蓄能器、油泵、换热器、自力式调压阀、过滤器及随机仪表,并集成在同一底座内; 每台密封冲洗支路上配置压力表、压力www.y9.cc、手动切断阀、单向阀和转子流量计,[1]详见图 3。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    密封油经油泵增压后,送至各个高温釜用液位www.y9.cc,系统的供油压力通过自力式调节阀( PCV1) 调 节,每个密封腔内的密封油压力通过支路手阀进行调节。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

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    密封油站设计首先应核算冲洗冷却流量,根据冲洗流量来确定油箱容积,油箱容积一般为流量数值的 8 ~ 10 倍,空间允许尽量做大些。液压元件选择的通径尺寸,应不小于核算的管路通径。为安全可靠,一般配置 2 台油泵,可使用一台备用一台,检修时可切换使用。配置 1 μm 精过滤器,避免杂质进入密封腔。增设空气冷却器,气温低时可替代循环冷却水。密封油选用清洁 EG。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    3. 2 改造实施2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    在原有密封辅助系统的基础上,增加配置密封油站,控制原理见图 3。密封油站增加设备如下:储液罐一台( 利旧) ,容积 4 m3 /工作容积 3. 2 m3,装配有低液位、高液位开关,储液罐安装高度约3 m。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    计量泵 2 台,配置 G35 -1 单螺杆泵,流量 5 m3 / h,功率 2. 2 kW,配置变频器,利于流量调节( 经核算,4 台液位www.y9.cc冲洗流量合计≥1. 98 m3 /h) ,为防止外 电 网 断 电 停 泵,将电机并入现有 UPS 电 源系统。增设自制过滤器,材料选用 304 不锈钢,装配聚丙烯滤芯。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    增设自制空气冷却器,材料选用 304 不锈钢。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    管路管径选取 DN40,材质选 用 304 不 锈 钢, SH10S 壁厚系列,总长 150 m。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    3. 3 密封泄漏判断2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    当巡检人员观察到油箱液位降低,或系统检测到油箱低液位报警时,可确定多台釜用液位www.y9.cc中有密封泄漏。操作人员可通过每台液位www.y9.cc的回油流量与回油压力判断是否存在泄漏,通过泵转速与回油总量可以估算泄漏量,决定是否需停机检修。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    3. 4 改造效果2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    2014 年对釜用液位www.y9.cc辅助系统改造后,密封油站已经稳定运行 4 年,阻封液回流压力、流量稳定,进口和出口的温度差≤8 ℃。消除因装置 EG 需求量波动和装置停机对釜用液位www.y9.cc的影响,提高了釜用液位www.y9.cc运行的稳定性、可靠性; 也解决了装置停工过程中乙二醇耗量过大的问题; 同时还降低了装置的公用工程消耗,与原辅助系统相比较,密封油站运行每年节约用电约 5 万 kW·h。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

    4 结 论2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc
    密封油站循环冷却方案可配置多个釜用机封,此方案已在石油化工行业的关键搅拌设备上广泛应用。Plan54 密封冲洗方案及密封油站的配套应用,对聚酯装置多台釜用液位www.y9.cc和高温油泵群液位www.y9.cc冲洗冷却辅助系统是一个经济、可靠的选择。2oC压力www.y9.cc_差压www.y9.cc_液位www.y9.cc_温度www.y9.cc

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