流化床大顆粒尿素裝置料位控制閥技術(shù)改造

劉舜昀（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海　格爾木　816000）

流化床大顆粒尿素裝置料位控制閥技術(shù)改造

劉舜昀（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海格爾木816000）

通過對(duì)大顆粒尿素流化床造粒器料位控制閥的技術(shù)改造，減少了設(shè)備故障，穩(wěn)定了造粒器料位，優(yōu)化了工藝條件，實(shí)現(xiàn)了大顆粒尿素裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行，提高了尿素產(chǎn)品質(zhì)量，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本文以青海鹽湖化工公司為例，對(duì)此裝置的改造進(jìn)行闡述。

大顆粒尿素；料位控制閥；技術(shù)改造；效益客觀；經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

青海鹽湖工業(yè)股份有限公司二期尿素項(xiàng)目采用傳統(tǒng)的CO2汽提法，大顆粒尿素造粒系統(tǒng)采用荷蘭荷豐公司的流化床造粒技術(shù)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力50t/h。大顆粒尿素裝置料位控制閥的改造，減少了設(shè)備故障，穩(wěn)定了造粒器和冷卻器料位，優(yōu)化了工藝條件，延長了裝置運(yùn)行周期，杜絕浪費(fèi)和環(huán)保達(dá)標(biāo)排放，降低了消耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

1　大顆粒尿素造粒系統(tǒng)簡介

1.1工藝流程

由尿素熔融泵打入的尿素溶液和通過甲醛計(jì)量泵加入的濃度37%的甲醛溶液在靜態(tài)混合器混合后去造粒器。混合液被均勻地分配到噴嘴并由霧化空氣噴射到流化床上。

造粒成型后的產(chǎn)品被送到流化床冷卻器，被流化空氣冷卻到約70℃，通過振動(dòng)取料器和料位控制閥后取出，經(jīng)皮帶輸送至斗提機(jī)，被斗提機(jī)提升到安全篩，篩出的顆粒粒徑大于10mm的粒狀尿素及直徑13mm以上塊狀、團(tuán)狀的尿素送循環(huán)槽。由安全篩出來的的尿素顆粒被送到振動(dòng)篩，在此被篩分成三部分：合格產(chǎn)品被送到最終產(chǎn)品冷卻器進(jìn)一步冷卻到45℃，送往尿素包裝倉庫；尺寸過小的顆粒直接送回造粒器作為晶種；尺寸過大的顆粒被輥式破碎機(jī)破碎后加入到尺寸過小的顆粒中，被送回到造粒器作為晶種。固體循環(huán)比約為1/2（累計(jì)的超尺寸+小尺寸物料與合格產(chǎn)品流速之比）。

1.2料位控制閥在造粒系統(tǒng)中的作用

料位控制閥安裝在造粒器冷卻器振動(dòng)取料器之后，通過調(diào)節(jié)料位控制閥開度和取料器的振頻達(dá)到穩(wěn)定取料。料位控制閥是控制造粒器和冷卻器料位的重要設(shè)備，造粒器和冷卻器料位的波動(dòng)直接影響造粒系統(tǒng)正常運(yùn)行及成品尿素顆粒的大小。

2　料位控制閥改造的依據(jù)和理由

本裝置原設(shè)計(jì)造粒器取料器料位控制閥采用手動(dòng)翻板閥，由于翻板閥開關(guān)時(shí)受到尿素顆粒的擠壓而不易調(diào)節(jié)和控制，導(dǎo)致過料不暢造成造粒器料位大幅度波動(dòng)，甚至出現(xiàn)下料口堵塞，導(dǎo)致大顆粒系統(tǒng)停車，影響造粒系統(tǒng)正常運(yùn)行和尿素顆粒的大小。由此可知，手動(dòng)翻板閥頻繁動(dòng)作時(shí)操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大且不能滿足工藝要求。

其次，系統(tǒng)運(yùn)行在20天左右，尿素粉塵容易粘結(jié)在翻板，在下料口出現(xiàn)尿素粉塵結(jié)塊，導(dǎo)致下料卡死，無法取料，造粒器壓床而停車。每次停車洗床處理需要4—6小時(shí)，每次影響產(chǎn)量160—250噸左右，造粒器洗床過程中，含有尿素的廢水不能回收，廢水不能達(dá)標(biāo)排放，造成產(chǎn)品浪費(fèi)、環(huán)保超標(biāo)和氨耗偏高。

3　改造方案

將手動(dòng)翻板閥改為電動(dòng)插板閥，安裝位置由原先的振動(dòng)取料器之后移至冷卻器下料與振動(dòng)取料器之間，降低振動(dòng)電機(jī)負(fù)荷，從而有效控制造粒器和冷卻器料位，大大延長了系統(tǒng)運(yùn)行周期、提高了尿素產(chǎn)品外在質(zhì)量（粒度）。

3.1結(jié)構(gòu)改造

為了杜絕翻板閥在操作過程中由于尿素?cái)D壓而受力過大的問題，將翻板閥改造為插板閥。并將位置移至振動(dòng)取料器之前，有效降低了振動(dòng)取料器電機(jī)負(fù)荷。

3.2作用形式改造

將原先手動(dòng)操作型式改為通過電動(dòng)執(zhí)行器操作，并將執(zhí)行器輸入輸出4～20mA信號(hào)引致DCS，中控人員根據(jù)料位高低精準(zhǔn)調(diào)節(jié)插板閥開度，有效平穩(wěn)控制了造粒器和冷卻器料位。并大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4　改造費(fèi)用

電動(dòng)插板閥采購費(fèi)用以及現(xiàn)場電氣、儀表施工費(fèi)用：約6萬元。

5　改造后效果及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

5.1改造后效果

經(jīng)過技改后，經(jīng)過一年的實(shí)踐，中控操作人員根據(jù)料位情況，由電動(dòng)插板閥開度和振動(dòng)取料器振頻相互配合，均勻出料，穩(wěn)定了造粒器和冷卻器料位。避免了由原先翻板閥卡死或者手輪不能及時(shí)調(diào)節(jié)而造成停車事故，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)長周期運(yùn)行。同時(shí)，徹底杜絕了在現(xiàn)場操作的人身安全隱患。

5.2經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

原設(shè)計(jì)翻板閥，每年至少檢修4次以上，每次2小時(shí)，直接影響尿素產(chǎn)量：40（t/h）X4（次）X2（h）=320噸，320（t）X1500（元/ t）=480000元。

5.3環(huán)境保護(hù)和節(jié)能效果評(píng)價(jià)

杜絕了由于料位控制閥故障頻繁洗床而造成廢水超標(biāo)排放，有效降低了成品浪費(fèi)和降低了氨耗。與其相比較，此項(xiàng)目改造方案、資金投入等方面都比較科學(xué)合理，改造后經(jīng)濟(jì)系效益和社會(huì)效益可觀。

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［4］高勵(lì)成，金明，簡春貴，薛強(qiáng)，王輝，趙建環(huán).大顆粒尿素裝置中尿素粉塵洗滌器（塔）總結(jié)［J］.化學(xué)工程.2015（04）.

［5］于海南.宜化大顆粒尿素裝置投產(chǎn)［J］.現(xiàn)代化工.2016（01）.

劉舜昀（1973-），男，工程師，1995年畢業(yè)于陜西省化工學(xué)校化工工藝專業(yè)，現(xiàn)任青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司尿素二車間主任。