造粒斗提機頻繁跳車原因分析及改造措施

高 翔

(海洋石油富島有限公司 海南東方 572600)

海洋石油富島有限公司二期化肥裝置設計生產規模為年產450 kt合成氨和800 kt尿素，于2003年9月底正式建成并投產，尿素造粒系統采用挪威海德魯公司的大顆粒流化床造粒技術。從2019年1月至6月，尿素裝置造粒斗提機頻繁出現跳車現象。按操作規程，斗提機跳車后，造粒系統停運，蒸發系統的物料進行循環，前系統產生的尿液積存在尿液儲槽內，尿液停留時間過長會造成縮二脲含量增加，影響尿素產品的合格率。此外，蒸發系統的物料進行循環后，來自前系統和合成氨裝置的低壓蒸汽只能放空，增大了尿素裝置的物耗、能耗和生產成本。

1 斗提機跳車概況

尿素造粒系統由2臺并列的皮帶式斗提機完成物料輸送任務，見圖1。斗提機跳車頻次是統計的月平均因聯鎖動作(如發生設備過載聯鎖、料位高高跳車聯鎖、轉速低低聯鎖、皮帶跑偏聯鎖等)造成的停車次數。

圖1 斗提機物料輸送示意

對斗提機跳車的原因進行分類[1]，統計了2019年1—6月的跳車次數，計算出各因素的占比，見表1。統計調查發現，皮帶跑偏、斗提機過載及儀表聯鎖開關動作等三大因素造成斗提機跳車的占比為88.88%。

表1 2019年1—6月斗提機跳車分類統計結果

2 斗提機跳車原因分析

2.1 斗提機跳車統計分析

根據設備完整率和斗提機歷史運行情況，統計2018年斗提機月跳車次數,結果見表2。

表2 2018年斗提機月跳車次數統計結果

由表2可發現，2018年全年斗提機共計跳車10次，月平均跳車0.83次。

2.2 斗提機跳車原因分析

根據現場調查情況，采用“頭腦風暴法”繪制影響斗提機跳車頻次關聯圖(見圖2)，共找出影響斗提機跳車頻次的7個末端因素：①輥輪嚴重老化開裂；②皮帶硬化有裂紋；③人員維護不到位；④動作開關異常；⑤機修人員調整不到位；⑥蒸發負荷高；⑦斗提機設計能力不足。

圖2 斗提機跳車頻次關聯圖

3 主要原因確認及應對措施

3.1 確認任務分配

對于輥輪嚴重老化開裂、皮帶硬化有裂紋的末端因素，分別指派負責人采用現場勘察和測量的驗證方法進行現場測試；對于人員維護不到位、動作開關異常、機修人員調整不到位、斗提機設計能力不足的末端因素，分別指派負責人采用現場調查、查詢資料的驗證方法進行現場調查；對于蒸發負荷高的末端因素，指派負責人采用現場調查、系統調整的驗證方法進行現場測試[2]。

3.2 確認反饋

(1)輥輪嚴重老化開裂

對2臺斗提機輥輪進行現場實地勘察、測量比較(見表3)，發現斗提機A/B的拉伸強度分別為13、12 MPa，低于輥輪皮帶設計的拉伸強度(>14 MPa)；斗提機A/B的扯斷伸長率分別為380%、390%，低于皮帶設計的扯斷伸長率(≥400%)。由此可見，輥輪多項性能指標均偏離設計值，已到報廢階段。此時斗提機的輥輪橡膠層有斷裂、不平整的現象，成為阻礙皮帶正常運動，無法回到正常運行位置的關鍵因素。在斗提機實際運行過程中，很容易出現皮帶左右來回擺動的情況，一旦皮帶擺動到輥輪外將觸發儀表跑偏開關，聯鎖動作導致斗提機跳車。最后確認輥輪嚴重老化開裂是引起斗提機頻繁跳車的主要原因之一。

表3 斗提機A/B輥輪使用情況統計調查結果

(2)人員維護不到位

隨機抽查了1個月內2次斗提機日常維護檢查確認表發現，在日常維護操作方面，工藝操作人員完成了“三定一巡”工作，并做好了記錄，說明斗提機頻繁跳車不是由斗提機日常維護不到位引起的。

(3)動作開關異常

從儀表專業現場開關檢查記錄(見表4)和儀表聯鎖開關動作情況統計表發現，儀表開關動作真實反映了皮帶跑偏的狀態。此外，儀表專業人員會定期對裝置的儀表元器件進行巡檢并紀錄，如有故障或隱患會及時采取相應的處理措施。所以，動作開關異常不是引起斗提機頻繁跳車的主要原因。

表4 2019年5月13日開關檢查記錄

(4)皮帶硬化有裂紋

對斗提機A/B的皮帶使用情況進行統計，結果見表5。

表5 斗提機A/B的皮帶使用情況統計

從表5可以看出，斗提機B的皮帶使用時間已經超過使用壽命，扯斷伸長率、磨耗量已低于設計值，使用性能下降明顯，在與輥輪接觸運行時會出現打滑、抖動或上下偏移的問題，最終導致聯鎖動作，造成斗提機跳車。因此，皮帶硬化有裂紋是引起斗提機頻繁跳車的另一主要原因。

(5)機修人員調整不到位

根據霍尼韋爾PKS系統的歷史數據，對因跑偏信號跳車的數據進行對比，發現經機修人員調整皮帶跑偏后導致斗提機跳車的次數只有1次，并且發生的可能性比較小，在斗提機跑偏調整中發生的概率也較小，而且機修人員是在皮帶已出現跑偏的情況下才進行調整。所以，機修人員調整不到位不是引起斗提機頻繁跳車的主要原因。

(6)蒸發負荷高

通過查找尿素裝置不同設計負荷下的主要物料流量表發現，斗提機運行電流為28 A左右，最高為30.6 A，電流穩定、無波動。斗提機在蒸發系統高負荷下完全可以穩定運行，不會出現電流過載的情況。因此，蒸發負荷高也不是引起斗提機頻繁跳車的主要原因。

(7)斗提機設計能力不足

將設計資料與運行數據進行對比，發現斗提機設計負荷完全可以滿足不同負荷下的運行要求；造粒機出料閥開度穩定、無波動，滿足生產需求。

對以上7個因素分析后可知，導致斗提機頻繁跳車的主要原因是輥輪嚴重老化開裂、皮帶硬化有裂紋等。

3.3 制定的措施

根據設備完整率和斗提機歷史運行情況統計，2018年全年斗提機月平均跳車為0.83次，而2019年上半年月平均跳車為3次，遠遠超過了設備歷史運行情況。因此，根據斗提機跳車的主要原因采取了相應的措施，爭取讓斗提機月平均跳車次數降至≤1次。

(1)更換硬化有裂紋的皮帶。利用檢修機會，停運斗提機，拆卸料斗，配合機修人員更換新的皮帶。斗提機更換皮帶后，再未出現打滑、抖動或上下偏移的現象。

(2)更換嚴重老化開裂的輥輪。對輥輪老化開裂導致皮帶嚴重跑偏進行事故預測和應急演練，擇機更換新輥輪。在更換輥輪前，皮帶跑偏至輥輪邊緣，甚至幾乎觸碰跑偏開關，斗提機進料稍有波動或蒸發造粒系統負荷有變化時，便會導致斗提機跳車。更換輥輪后，皮帶運行在輥輪的中間，未出現跑偏情況。

采取以上措施后，成功將斗提機月平均跳車次數降至≤1次。

4 結語

斗提機是大顆粒尿素裝置的關鍵設備之一，其運行效果直接影響造粒系統的運行周期。斗提機運行一旦出現問題，不僅尿素產品質量得不到保障，甚至會造成設備損壞。通過分析原因并采取相應的措施后，斗提機跳車次數明顯降低。下一步將繼續跟蹤斗提機的運行狀況，確保尿素裝置實現長周期安全運行，提高產品的質量。