影響高壓聚乙烯裝置運行的原因分析及改進措施

包凱年（神華新疆化工有限公司，新疆 烏魯木齊

831400）

為了保證高壓聚乙烯裝置能夠運行得更加平穩，大機組使用壽命變得更長，生產廠家和相關管理人員深入研究和分析裝置生產方面存在的問題和隱患。到目前為止，該裝置工藝與技術比較成熟，產品市場用戶多，使用范圍廣，同時也存在諸多的隱患問題，科學、合理地優化其工藝流程，多方面進行技術創新，全方位提升設備管理水平，才能夠有效地解決該裝置正常運行過程中遇到的問題，從而有利于裝置穩定、高效、安全地運行。

1 原因分析

1.1 二次機出口管線的振動

高壓聚乙烯裝置的一次機和二次機使用的都是往復式的壓縮機，在國內同類型的壓縮機當中是功率最大的壓縮機，所以在安裝和設計的過程中，技術人員深入分析了該壓縮機的管道設計、基礎功能以及實際運用。在化工工藝投料階段，該裝置二次機出口和反應器入口處管線有較大的振動現象，因為管線振動比較大，造成了支撐固定管線的位置裂開，使裝置多次停止運行。

振動的原因有，其一，因為乙烯氣體在壓縮機內處于反復壓縮、進氣和排氣的狀態，會造成乙烯氣體在管道中呈現出比較高的壓力波動，對于管道內的乙烯氣流，使設備內的氣壓增大，導致乙烯氣體在管道內流通的過程中，在管道轉彎處造成頻繁振動的現象，出現這種頻繁的振動會引起管道支撐處破裂，甚至是損壞。其二，在設計管道支撐配件的時候，需要深入分析管線振動的主要原因，采用彈性較好的材料進行連接。但是管道沿管道方向的徑向振動力不能完全被消除，會將振動力傳到管道內各個連接處，會在接口處形成剪刀形狀的作用力，出現這種現象，會導致螺栓斷裂。其三，在管道支撐處進一步采取加固措施，加固的部分都是利用水泥進行澆灌的，通過水泥澆灌的方式，對于振動的部分實施水泥加固并不是最合適的，最主要的原因是在加固的過程中，水泥本身具有一定的收縮性，在水泥收縮的時候，會造成管道加固部分與水泥裂開或者分離，特別是針對水平加固的地方，加固作用不明顯。水泥屬于比較脆的材料，在振動波及時，振動的時間太長就是導致加固部分松動，甚至是導致管道支撐件失去加固作用。

1.2 嚴重的結垢狀況

在二次壓縮機的中心閥口位置，當中冷器的管線內的乙烯溫度為40 ℃、壓力為100 MPa 時，由于在這部分管道內的部分雜質的移動沒有受到限制，它們在一定條件發生自行聚合的反應，從而形成類似粉末狀的聚合物物質，另外還有極少部分會發生輕微自行聚合的反應，而這些通過自行聚合的反應生成的物質和其他雜質會隨著乙烯氣流的作用進入到反應器當中。而其中小部分與氣缸內的潤滑油進行混合與冷卻，漸漸沉積下來并附著在內管壁上，或者沉淀下來之后附著在中心閥處，生成結垢，假如生成的結垢比較厚的時候，就會造成二段中心閥的作用力度大大減弱，再加上清理這些管壁附著物質的時候不但需要消耗大量的人力和財力，增加整個工藝生產的成本，而且還會導致裝置無法正常的運行，造成一些安全問題。

1.3 顆粒水系統的堵塞情況

裝置在實際工藝生產的過程中，由于顆粒水過濾器和換熱器可能出現堵塞的情況，必須馬上停止裝置運行，進行緊急處理，由于存在這種狀況，會導致裝置無法正常進行工藝生產。

造成顆粒水系統堵塞的主要因素有：第一，在顆粒水系統運轉的時候會形成較多的顆粒沉淀物，這些沉淀物十分容易集中在換熱器的夾層位置處，如果集中在這個位置就會導致卡料的現象，為了可以消除沉淀物的影響，通常采用的方法就是降低顆粒水的溫度，低溫運行能夠及時避免沉淀物的產生，但是由于運行溫度低，讓顆粒水中溶解的助劑在低溫的作用下漸漸析出，而析出來的助劑又會附著在過濾器或冷卻器上，導致了堵塞現象的發生；第二，如果無法將切刀與模板的空隙調到最合適的大小，就是導致運行過程中出現大量的碎屑，由于顆粒水槽的體積比較小，不能夠很好地消除這些雜質，因此在顆粒水的作用下流入過濾器或者換熱器中，運行時間比較長之后會造成堵塞的情況；第三，由于顆粒水的流量偏小，導致了顆粒冷卻效果不佳，顆粒不能完全被冷卻，從而形成沉淀物。同時顆粒水溫度降低，也會造成系統堵塞的情況發生。

2 改造措施

2.1克服基礎件與固定件的連接

壓縮機在實際工作過程中，肯定會出現振動高的現象，造成這種現象的原因是壓縮機反復運行時出現氣流波動，假如想要完全避免振動現象，工作難度比較大，只能通過一些有效的方法或者措施緩解振動帶來的負面影響，從而降低振動對設備管線的破壞程度。

因此，為了降低壓縮機的振動頻率，我們可以通過以下幾種方式，其一，將連接方式改為單向連接或變成框架式的連接方式。利用這種方式降低由于受到管道徑向力造成的影響，從而可以有利于支撐的使用壽命能夠更長。其二，將基礎件與固定件由之前的水泥澆灌的材料變成環氧樹脂類型的材料新型材料，因為這種新型材料和水泥的粘粘效果一樣好。除此之外，這種新型材料的彈性又十分好，所以，有利于更好地連接兩個部分，不容易出現破裂的情況，有利于更好地減緩沖擊力帶來的影響。

2.2 提升潤滑油的質量

進一步分析探究得知，裝置二次壓縮機的中心閥、中冷器、管道內會產生結垢的主要因素是氣缸潤滑油中包含有一些雜質，根據潤滑油類型的不同，起到的潤滑作用也不同。通常將潤滑油分為合成油與礦物油兩大類，其中合成油起到的潤滑效果較好，用這種合成油來進行潤滑，會產生較高的負荷性，但這種潤滑油有一些不足的地方，用合成油進行潤滑之后，在進行潤滑的過程中，通過自行聚合反應會產生大量的雜質。而礦物質性油會導致自行聚合反應的發生，并且它潤滑效果與合成油相比來說效果比較差，用礦物油對裝置進行潤滑之后，機組的振動、溫度都會大幅度提高，由于這種情況的存在，會導致填料、設備使用壽命變短，設備保養難度增加。

截至目前，對雜質帶來的影響在理解上還不夠深刻，無法通過科學、合理的辦法來徹底解決，但可以通過觀察溫度與壓力的變化特點來判斷潤滑油的效果好壞，如果發現潤滑油的效果不佳，需要及時更換潤滑油，或暫停使用礦物油，在比較平穩的情況下，由于受到高壓氣流的作用，可以讓自行聚合生成的物質慢慢降下來，有利于防止結垢之后出現進一步惡化的情況。除此之外，還能夠通過在運行的過程中交替使用兩種不同的潤滑油，采取這種方式，不但可以有效防止在設備及換熱器內結垢進行累積的現象，與此同時，還可以減少生產過程中的負荷問題，在深入分析中心閥結垢的原因之后，有利于更好地解決結垢問題。

2.3 解決裝置的堵塞問題

為了找到解決顆粒水系統堵塞現象的有效途徑，第一，我們必須從問題的源頭出發，改進切粒機的模板和切刀，找到科學、合理的辦法解決切刀模板、平面以及模板之間存在的間隙問題，還有模板與切刀的平面垂直度，減少甚至是完全消除碎屑造成的影響，從而解決冷卻器與過濾器存在的堵塞現象，長期深入分析和探究，并與實際生產、工藝流程結合起來考慮，避免顆粒水系統造成堵塞，給出幾點意見：其一，加強顆粒水泵的輸送能力，提高顆粒水流量。其二，增加切換顆粒水過濾器的頻次，避免壓力差太高。其三，擴增造粒料濾網數量，有利于更好地分開碎屑與顆粒。

3 結語

高壓聚乙烯裝置在實際工藝生產當中，本身反應溫度、壓力比較高，設備、管線的連接點比較多，二次中冷器及中心閥結構現象嚴重，顆粒水系統堵塞頻繁，顆粒輸送效率差，本文針對生產運行時易出現的這些問題進行深入分析與探究，結合實際生產與工況，及時采取有效措施進行解決，從操作方面優化、設備潤滑維護方面提升，從而確保該裝置正常平穩運行，進而增加設備的使用壽命，延長裝置生產周期。