滾筒造粒法在龍王廟天然氣凈化廠的應用

王敏 黃征宇(西南油氣田分公司遂寧龍王廟天然氣凈化廠，重慶 潼南 402660)

滾筒造粒法在龍王廟天然氣凈化廠的應用

王敏 黃征宇(西南油氣田分公司遂寧龍王廟天然氣凈化廠，重慶 潼南 402660)

龍王廟天然氣凈化廠設計處理規模為凈化天然氣3000× 104m3/d，設有7列天然氣處理裝置，Ⅰ-Ⅳ列單列處理能力為300×104m3/d，Ⅴ-Ⅶ列單列處理能力為600×104m3/d，硫磺回收裝置每天生產的液硫約168t。硫磺成型裝置設置了2套硫磺滾筒造粒機系統（每套處理能力為15～18t/h）。本裝置選用了Ener?sul公司的GXM3?滾筒造粒機。本裝置于2014年10月1日開始試運行，效果較好。

1 滾筒造粒工藝流程

從系統來的液硫到液硫池中，儲存在液硫儲罐中的液態硫磺，用液硫輸送泵抽出，以一恒定的速率送至滾筒。

當液硫向滾筒傳送時，小的硫磺粒子通過液硫噴嘴持續不斷向外噴灑，在造粒轉鼓旋轉的過程中，金屬抄板的內部不斷的提升掉落的顆粒同時運載它們至轉鼓頂部附近。顆粒在那里掉落并且顆粒掉落形成一個持續的簾幕。掉落的顆粒直接經過硫磺噴嘴前部，這樣噴灑的液硫包裹顆粒且在顆粒表面凍結形成一層硫磺層。被包裹的顆粒落回到滾床，在被再次提升或者通過產品排出口溜槽離開滾筒之前，在那里持續冷卻。

冷卻水通過冷卻水過濾器過濾后，經冷卻水泵送至滾筒，通過安裝在與硫磺噴嘴總管平行的水總管上的噴嘴被噴入滾筒內部。在滾筒內，通過對水滴的蒸發，凝固的硫磺中的熱被吸附出來，通過滾筒的空氣也可去除水蒸汽，對硫磺顆粒進行冷卻，因此硫磺水分不會超標，空氣經過旋風分離器將硫磺小顆粒分離、融化后淌回液硫槽中，再排放到大氣中。

滾筒朝出口方向向下傾斜，以確保成型的硫磺顆粒通過滾筒出口的溜槽連續不斷的移動，滾至傳輸帶下料口，通過產品傳輸帶直接送硫磺稱量、包裝、碼垛系統。

2 裝置運行情況

Enersul GXM3?硫磺造粒機組是由Allen-Bradley公司的ControlLogix5000與單純I/O雙冗余CPU配置控制。該設備的控制系統提供了設備以正確的順序開機/關機以及過程變量的自動化控制，例如液位，流量和溫度的控制。

在操作界面屏幕上PLC將指示電機可用，這表明對啟動電機的許可已經得到滿足，電機控制電源可用，現場開關在遠程位置，并允許操作者通過觀看屏幕決定現場是否做好了啟動的準備。

電機的速度是PLC通過網絡通信連接控制，為變頻驅動器頻率傳輸參考的設置點。PLC邏輯會監控電機的運行狀態，如果在PLC下達啟動命令后規定的時間內電機沒有啟動和提供運行狀態給PLC，啟動失敗警報將會響起，并且適當的停車順序將會開始。PLC還會監控和顯示電機的電流安培數和速度。

工藝氣流是由變速風扇控制的，通過轉鼓帶動空氣除去液硫的熱量，風扇速度是由PID控制器使用電機電流設置作為設定點，因此風扇在一種恒功率下運行，在空氣稠密時冷啟動，風扇將會低速運行。當鼓達到一定溫度空氣變得不稠密，風機就加快速度，因此流量也理論上得到控制。

水流量計把工藝參數傳給PID控制器，設置工藝水泵的速速通過變頻驅動器去維持工藝水流在設定點位置。

硫流量計將工藝參數傳送給通過變頻驅動器設置硫磺泵速度的PID控制器，維持液硫量在設定點。

液硫液位變送器傳送工藝變量給PID控制器，PID控制器決定控制閥的位置保證在罐里面的硫磺液位維持在設定點。

3 存在的問題及解決措施

3.1 液硫噴嘴易堵塞

由于此設備為新設備，新管線，所以液硫管線中會存在硫化亞鐵，而液硫噴嘴很小，硫化亞鐵易將噴嘴堵塞。在運行過程中，若液硫噴嘴分布管前的壓力表壓力明顯增大，則表明，液硫噴嘴有堵塞現象，需停機將噴嘴拆下疏通。

3.2 尾部進風口聚積熱氣

旋風分離器液硫回流管線為軟管保溫，法蘭處有2cm左右的管線無夾套保溫，導致硫磺在法蘭處凝固，旋風分離器里的硫磺則無法回流到液硫罐，起初進入旋風分離器的硫磺小顆粒，在旋風分離器的液硫夾套層溶化，慢慢將液硫夾套層填滿，后期進入旋風分離器的硫磺小顆粒和部分液硫則直接和空氣一起進入了引風機進口管線，而引風機進口管線無保溫，液硫在管線中慢慢凝固，最后固體硫磺越積越多，最終將引風機進口管線堵塞，導致抽風流程不能形成通路，熱氣在造粒機尾部進風口積聚，導致從造粒機滾筒出來的成型后的硫磺溫度超過60℃，硫磺顆粒變大。

后期將對法蘭處進行保溫。

3.3 液硫罐排氣管線噴射液硫

由于造粒機液硫罐排氣管與大氣相通，溫度會相對偏低，加之日常生產時排氣管內會有硫蒸汽排出，時間長了可能會導致排氣管內硫磺堵塞。同時旋風分離器液硫回流管上下法蘭處各有2cm左右管線無夾套保溫，也會導致管內硫磺堵塞。液硫罐為一個常壓設備，與大氣相通，但由于排氣管和旋風分離器液硫回流管均被硫磺堵塞，液硫罐成為了一個密閉容器，液硫罐保溫盤管蒸汽法蘭泄漏出蒸汽，導致液硫罐壓力升高，最終將部分密封墊沖出，同時將排氣管和旋風分離器液硫回流管堵塞的硫磺均沖通，導致部分液硫從排氣管沖出，噴射到2#造粒機設備表面。旋風分離器回流管內有硫磺堵塞，可以確定旋風分離器液硫夾套層充滿了液硫。當旋風分離器液硫回流管被沖通時，部分液硫從旋風分離器風筒內流到了引風機進口管線，其余大部分積存的液硫流入了液硫罐。

3.4 滾筒抱箍固定螺栓和固定吊耳斷裂

滾筒在轉動時，會產生拉力，由于之前所用的螺栓為鍍鋅螺栓，抗拉性不強，設備運行一段時間后，多顆螺栓被拉斷。后來廠家發來炭鋼螺栓，由于抗拉力更強了，滾筒在轉動過程中的產生的拉力未將螺栓拉斷，就將抱箍螺栓固定吊耳拉斷。初步判斷抱箍螺栓吊耳材質為鑄鐵，所以抗拉性無螺栓強。

后期廠家將會把吊耳材質更換為炭鋼材料。

4 結語

滾筒造粒工藝相較于鋼帶造粒、空氣造粒、水冷造粒具有占地小、能耗少、產量大等特點，未來在一些細節上進行優化處理，將更有效的提高其工作效率。