聚乙烯装置挤压造粒工段布置优化分析

聚乙烯装置挤压造粒工段布置优化分析

王海洋

大庆石化公司塑料厂   

摘 要：本文针对现阶段聚乙烯装置挤压造粒工段的布置进行分析,结合实际情况试做出优化布置,综合各项因素,使聚乙烯装置中挤压造粒工段的布置更科学合理,利用有限条件使聚乙烯装置挤压造粒工段发挥出更大作用。

关键词：聚乙烯装置；挤压造粒工段；布置优化

一、引言

化工行业的发展使各类设备不断出现并应用于实际生产加工中,其中以聚乙烯装置数量增加尤为显著,各式设备的加工方式、加工设备、系统构造不尽相同,但其皆存在着挤压造粒工段。挤压造粒工段由于其占地面积大、设备高的问题占据投资额度中较大部分资金,如何在挤压造粒工段安全生产、正常生产的前提下,使其占地面积更小、资金投入更低,为本文的写作目的。

二、装置原理及制作流程

2.1装置原理

聚乙烯装置挤压造粒工段中存在多个大型设备,各类设备协作形成同一系统,其原理为将通过聚合反应制造出的聚乙烯粉料在氮气环境下输送到挤压造粒系统顶端,即产品脱气仓内,作用在于脱除无用部分,随后将材料利用重力从顶部传至添加剂系统,途径旋转加料器与振动筛,对材料进一步筛选,进入添加剂系统后,通过混炼机进料处理后,进入挤压部分,最终完成造粒。

2.2制作流程

此工段的流程大致分为脱气—加料—处理—振动—添加添加剂—挤压—成型。材料输送采用重力流形式,温度与压力较其它聚乙烯处理工序而言较低,亦无操作难度。但需注意部分为此工段分工较多,各组成部分分为不同单位间,管理较为复杂,且材料以氮气与粉料居多,参考设计流程进行装置优化时应注意考虑此类因素,确保安全生产、科学生产,避免粉尘爆炸、氮气窒息等影响工作效率、危害工作人员人身安全的问题发生。

三、 布置优化前置条件

3.1器械布置问题

聚乙烯装置挤压造粒工段中参与器械较多,且各类器械具有不同的特性,结合实际情况,布置优化前应遵守其特性进行布置,以不影响装置运行基础上进行优化。以宏观角度看待整个挤压造粒工段组织,可大致将其分为脱气仓—旋转阀—添加剂—挤压机组几部分。布置优化前应注意该部分的重力流物料传送机制,保证合理布置前提条件下继而考虑下一步配置。应首先保证具有休止角（与水平夹角保持70-80度）,随后进行具体框架布置,如厂房平面、立面、配管布置、厂房形状等方面。

3.2框架布置问题

框架布置应分为几方面进行考虑,例如厂房框架布置、器械框架（配管长度及连接方式、造粒仓高度）布置、设备及管线布置,应做好布置规划,避免实际优化施工时出现问题。规划时应注意以下几类问题：厂房的平面与立面参数、挤压造粒框架的平面立面参数、设备置放空间与主要管线布置。解决此类问题有助于使计划与实际情况更加吻合,对布置优化有较大帮助。

厂房框架布置问题应结合实际情况而言,不可照搬数据,厂房立面高度应高过机组最大部件的起吊高度,避免无法安装组件导致系统无法构成的情况出现,平面数值应由挤压机组相关参数决定,确定平面参数时应将多方面条件兼顾在内,将具体参数稍微扩大,主要为后续设备布置、检修等工作提供空间,无需存在多余空间,能够展开正常工作即可,预留空间过大,既浪费空间,亦无法起到布置优化作用。

挤压造粒框架的平面与立面参数较难获得,需综合挤压造粒工段系统中其他设备判定,首先需确定混炼机料口位置,对其配管位置进行确定,随后经此判断出脱气仓高度,确定造粒厂房框架参数。确定配置方案前,应对整体框架进行再次确认,确保脱气仓中心预防硬气中心处于同一直线上,确认脱气仓位置。

四、 工段中各组织布置优化

4.1挤压机组布置优化

聚乙烯装置挤压造粒工段的组织优化过程中,以挤压机框架布置优化为主。目前市场中挤压机类型较多,其结构形式与布置方式亦较为不同,目前应用面较广的挤压机类型主要有“L型”与“T型”挤压机,此类挤压机皆带有一定数量元件,设备布置上应尽可能对其进行优化,以便节省空间。

“L”型挤压机为挤压机组,包含混炼、熔融、切粒三类功能,布置时需综合考量其特征,做出针对性布置方案以对传统模式下的布置方案进行优化,受挤压机组长度问题影响,挤压机所在厂房的布置优化调整范围较小,但仍有可操作空间,需根据供货商的要求进行规划,将厂房跨度控制在可操控范围内,最小跨度不得小于12m,同时对混炼机、熔融装置、切粒机设置检修空位,以便设置安装检修门,检修门应满足检修部件进出厂房的条件,使检修设备中的最大部件有活动空间。需要注意的是,生产初期的废料处理因素亦需纳入考量范围内,由于生产初期阶段的设备磨合与设备内部清洁度问题,导致此阶段生产产品会出现部分问题,如产品较脏、产品质量存在微小缺陷,生产初期应将挤压机切刀开启,将不符合要求的产品由切刀口流出,直到产品合格后合刀继续生产。由于产品特性原因,废料若不及时清理会使大量废料凝固于设备内部,对设备运转寿命造成损害,需及时清理,将其运送出去,布置优化时需考量此类因素,于废料口附近设置临时门,待此阶段过后将门取消。

4.2挤压造粒厂房的设备布置优化

挤压造粒厂房一般处于挤压机组厂房的上层,设备布置主要以添加剂系统为主,此类设备成套供应,布置基本固定,对于此类机组的布置优化,可在保证设备有必须操作空间前提上,对其其余部分进行优化删减。

4.3上层设备布置优化

一般生产流程中,挤压造粒工段的半成品首先经振动筛进入排气缓冲料斗后,随后再进入添加剂系统内,但部分厂家要求建设时考虑事故出现的布置设计,即事故发生后部分粉料与预先设置路线不同,通过风机将半成品送入种子料仓,待事故处理完毕后输送至事故缓冲料斗回到系统内,此系统对应急事件处理有较大帮助,但需要注意的是,因重力流输送原因,常将事故缓冲料斗置于挤压造粒框架之上,较无料斗设备结构更大、布置更复杂,相对的,建造成本更高。布置优化方式也需对应作出调整。

以某聚乙烯装置进行分析,布置优化前其事故緩冲料斗总直径为5m,全部高度14m,因其设备庞大,操作总重随之成倍增加,设备所占位置较大,且需要辅助支撑结构以保证稳定性。此设备优化前布置于脱气仓的平行位置,共同使用同一支撑结构,其顶部框架高达60m,占据大部分空间,且只单独为设备支撑用,无其他作用。对其进行优化分析后发现,其大部分设备作用在于分割前后系统,防止其因前后系统中不同输送体系混淆,非主要缓冲作用,可将其进行部分删减,保证正常使用基础上将其由5m减小至2.2m,相应支撑结构由原有情况下的与脱气仓平行共同使用支撑结构,变为将结构布置于脱气仓框架内部,删减多余支撑部分后,由原有60m框架缩减至32m,实现了有效优化、科学优化。

五、结束语

聚乙烯装置挤压造粒工段因其系统复杂、设备众多等原因,一直以来耗费大量投资资金进行建设,本文针对其系统配置方面,将工段中每一部分进行单独解析,随后从宏观综合角度对其进行布置优化,解决原有情况下的挤压造粒工段布置问题,但须注意的是,节省资源、提高利用率固然重要,但首先应以保障安全生产、科学生产为目的,使挤压造粒工段在优化布置条件下稳定生产合格产品,实现其综合利用价值。