廖大可,吳慧軍
(中國石化催化劑有限公司長嶺分公司,湖南岳陽 414012)
分子篩生產通常包括合成、晶化、過濾、焙燒等過程,其中合成與晶化一般在晶化釜中進行,生產過程中需要輔助加熱,常用的加熱方式有夾套蒸汽加熱、盤管蒸汽加熱、夾套通導熱油加熱等。導熱油加熱具有加熱溫度高、溫度均衡、熱效率高等優(yōu)點,因而得到普遍應用。高溫循環(huán)油泵是該系統(tǒng)中的關鍵設備,可以將熱油輸送到晶化釜夾套,是實現導熱油系統(tǒng)循環(huán)的主要動力。
中國石化催化劑有限公司長嶺分公司特材車間(以下簡稱“特材車間”)新建了一套特種分子篩生產裝置,但在工作過程中其導熱油泵P128A/B 經常出現滴漏現象。由于合成和晶化工序中含有有機胺物質,而有機胺是一種劇毒、易揮發(fā)、易燃、易爆的液體,導熱油的泄漏會帶來嚴重的安全隱患。同時,導熱油本身也是一種危險物質,其泄漏也將對環(huán)境造成危害。在晶化反應過程中分子篩對溫度要求很嚴格,一旦導熱油控制系統(tǒng)不正常將導致反應釜內的物料不合格,造成較大的經濟損失,因此,導熱油工作過程中必須做到零泄漏。
導熱油系統(tǒng)主要的設備有低位油罐、循環(huán)泵、電加熱器(熱油爐)、熱用戶、油氣分離器、膨脹槽等。其工作原理是:先將導熱油注入油路系統(tǒng),再利用循環(huán)泵將導熱油送至電加熱器(或熱油爐)中加熱至所需溫度后,供給各用熱設備;然后經油氣分離器,排除導熱油中的氣體和雜質;最后再返回電加熱器中加熱,循環(huán)利用下去。
2.1.1 導熱油系統(tǒng)工藝流程
原來的導熱油系統(tǒng)工藝流程如圖1 所示:裝置導熱油爐的輔助排氣線,一端連接在導熱油的回流線上,另一端連接在高位油槽的法蘭口A 上,由于高位油槽與大氣相通,循環(huán)泵P128A/B工作時,高位油槽內的空氣被循環(huán)泵由輔助排氣線吸入導熱油系統(tǒng)中,導致循環(huán)油泵出現抽空、漏油等現象。
圖1 原導熱油系統(tǒng)工藝流程
導熱油系統(tǒng)中,輔助排氣線正確的連接方式應是一端連接在導熱油的回流線上、另一端應連接在高位油槽底部的出口管線上,這樣才能確保輔其既起到輔助排氣的作用,又不會將空氣帶入系統(tǒng)(圖2)。
圖2 整改后的導熱油系統(tǒng)工藝流程
2.1.2 系統(tǒng)在線改進措施
為保證生產正常進行,決定采用在線解決措施,在裝置不停工的前提下解決高溫油泵吸入空氣的問題,免去了施工動火,特別是避免動火前須放油、吹掃、隔離、整改結束后需補油、煮油等問題。
為了讓現有的輔助排氣線能正常工作起到輔助排氣的作用,又不讓空氣吸入到泵內造成泄,取一塊與法蘭A(圖1)公稱直徑一致的盲板(DN50 mm),在中間鉆了一個Ф13 mm 的小眼,然后在盲板中間焊上一根DN25 mm 的鋼管(圖3)。
圖3 插管
將鋼管從法蘭A 口插入高位油槽,伸入油槽底部侵入油中,盲板的上、下兩面用金屬纏繞墊墊好,這樣就能將輔助排氣線與大氣完全隔開,循環(huán)泵工作時不再有空氣被吸入泵內,消除了由抽空引起的泄漏現象,密封效果大為改善。密封組件的使用壽命由原來的不足1 個月延長到4個月左右。
特材車間另一套導熱油爐采用的循環(huán)油泵,其密封組件的壽命可達到近兩年,因此對這套裝置導熱油泵密封組件使用壽命短的問題進行剖析。
該裝置導熱油電加熱器的功率為600 kW·h,選用的是武進第一熱油泵廠生產的WRY100-65-230 型熱油泵(流量100 m3/h,揚程55 m),配用的電機功率為22 kW,與武進第一熱油泵廠編制的WRY 型熱油泵安裝使用說明書中的性能參數一致。但在實際使用過程中,如果將導熱油泵的出口閥開到8 圈以上,機泵沒有滲漏現象,但電機電流偏大、達到55 A 以上,時常出現空氣開關跳閘的現象,如果將出口閥開到6 圈,導熱油泵的電流為42 A,電機也不跳閘,但幾個月后又會出現滲漏現象。
以前車間使用的導熱油是礦物型導熱油(密度為860~890 kg/m3),取890 kg/m3。熱油泵的額定揚程H 為55 m,額定流量Q 為100 m3/h,即0.027 8 m3/s;額定工況下的效率η為70%,則泵的軸功率Pa=HQρ/(102η)=55×0.027 8×890/(102×0.7)=19.06 kW。
原動機的配用功率P 計算公式如下:
式中 K——原動機功率裕量系數,取115%
ηt——泵傳動裝置的效率,直聯傳動取1.0
則P=1.15×19.06/1.0=21.92 kW。因此,使用礦物型導熱油時,可選擇功率為22 kW 的電機。
現在使用的導熱油為合成導熱油,其密度為1000 kg/m3左右,則其軸功率Pa=HQρ/(102η)=55×0.027 8×1000/(102×0.7)=21.41 kW。而原動機的配用功率P=K×Pa/ηt=1.15×21.41/1.0=24.62 kW,因此,該循環(huán)泵配置的電機功率偏小。
將輔助排氣線整改后,選用30 kW 的電機,導熱油泵工作正常,設備運行的噪聲和振動大幅降低。目前,該設備已經連續(xù)運行1 年多,未出現過泄漏現象。