儀表風干燥劑破損原因分析及處理措施

祁濤，劉立文

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750021）

儀表風干燥劑破損原因分析及處理措施

祁濤，劉立文

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750021）

煉油廠儀表風系統(tǒng)空氣干燥劑為分子篩和氧化鋁，干燥劑在運行初期出現(xiàn)了大量的破損，通過更換儀表程控閥、重新設(shè)置PLC控制數(shù)據(jù)等具體措施，最終解決了干燥劑破損問題，保證了煉油裝置長周期運行。

干燥器；氧化鋁；分子篩；程控閥

壓縮空氣作為動力源控制氣動閥時，需要用干燥裝置將壓縮空氣凈化成露點合格的儀表風，空氣干燥劑的主要作用就是吸附水份以確保儀表風露點合格。煉油廠儀表風系統(tǒng)空氣干燥劑裝填的是分子篩和氧化鋁，在運行初期干燥劑出現(xiàn)了大量破損，使得干燥器出口濾網(wǎng)經(jīng)常結(jié)堵，儀表風壓力、露點不穩(wěn)定，給裝置生產(chǎn)帶來了重大隱患。

1　運行過程中干燥劑破損介紹

運行初期，崗位員工發(fā)現(xiàn)干燥器儀表風壓力由原來的0.79 MPa降至0.76 MPa，檢查干燥器出口過濾器，發(fā)現(xiàn)有大量干燥劑粉末堵塞過濾器出口濾芯，經(jīng)清理后恢復正常，運行3個月后又出現(xiàn)儀表風壓力降低現(xiàn)象，打開后發(fā)現(xiàn)濾芯內(nèi)又出現(xiàn)大量干燥劑粉末。為此，大半年期間共更換了3次干燥劑，每次更換新劑后，運行周期最長6個月，最短只有2個月就發(fā)現(xiàn)有干燥器破碎、粉化現(xiàn)象，磨耗損失都在1/5以上，直接經(jīng)濟損失近20萬元/年。

2　干燥劑破損的原因分析

2.1游離水進入粉化分子篩

煉油廠干燥器利用電加熱原理將分子篩及活性氧化鋁中的飽和水分脫出，實現(xiàn)干燥劑持續(xù)再生。游離水與分子篩接觸會有大量熱量放出，損壞分子篩結(jié)構(gòu)，造成大面積粉化，故分子篩忌液態(tài)水。游離水進入的主要原因：壓縮空氣中的固體、液體的微粒（滴）經(jīng)過干燥器前過濾器過濾材料的攔截后，凝聚在濾芯表明（內(nèi)外側(cè)）。聚積在濾芯表明液滴和雜質(zhì)經(jīng)過重力的作用沉淀到過濾器的地步再經(jīng)自動輸水器或人工排出。自動疏水器失靈會在前過濾器聚積大量凝結(jié)水，如果不及時、徹底排出這些凝結(jié)水，前過濾器就成了一只貯水器。其結(jié)果：進氣中大量夾帶液態(tài)水。

煉油廠儀表風干燥劑破損周期較長，還未達到上述在短時間大面積粉化的程度，而且車間對現(xiàn)場疏水器的管理非常嚴格，排水及時，這種游離水進入干燥器情況基本可以排除。

2.2儀表控制系統(tǒng)及程控閥存在問題

煉油廠空氣干燥器采用微熱再生，有兩只吸附筒，交替使用，一只吸附筒吸附，另一只吸附筒再生，3 h自動切換一次。切換、運行、再生全過程采用PLC自動控制，當其中一只吸附筒工作時，該吸附筒再生氣出口閥與泄壓閥關(guān)閉，空氣經(jīng)干燥后從出口單向閥進入凈化風管網(wǎng)。干燥器在切換時，首先要進行均壓。由于均壓管在出口處，在均壓過程中如果均壓閥開得過快，勢必造成空氣量有大的波動，造成對吸附床的沖擊。在卸壓時，如果卸壓過快，由于卸壓閥在分子篩篩床的下面，分子篩下部的壓力卸的過快，二分子篩床層上面的壓力必須通過分子篩層才能卸掉壓力。其壓力差越大，對篩床的壓力也將大大增加，這將對分子篩床的安全不利，同時加劇分子篩的磨損，產(chǎn)生過多的粉末。

運行初期，煉油廠空分空壓裝置兩臺微熱再生干燥器PLC程序控制器、電磁閥、閥體氣缸經(jīng)常出現(xiàn)不能按正常邏輯程序關(guān)閉或者打開的現(xiàn)象，造成干燥器不能正常工作，如：

（1）入口閥不能及時打開，造成壓縮機憋壓卸載（憋壓卸載現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生），進入干燥器空氣壓力不穩(wěn)定，造成干燥劑抖動，磨損。

（2）卸壓閥與再生氣出口閥不能及時關(guān)閉，造成凈化空氣大量泄漏，壓力下降，同時強氣流沖擊干燥劑，使得干燥劑上下跳動，磨損而粉化。

（3）干燥劑再生效果不好，干燥劑長期含水超標，強度下降。原因一，PLC程序控制器故障，加熱爐不能正常啟動；原因二，只吸附筒再生氣出口閥與泄壓閥內(nèi)漏，高壓（0.8 MPa）氣體就會泄漏至再生氣出口管，泄漏氣體壓力高于再生氣壓力（0.2 MPa～0.3 MPa），導致再生氣不能正常流經(jīng)吸附筒，干燥劑吸附的水分不能被再生氣帶出，再生效果差。

2.3吸附劑裝填問題

干燥器裝填分三層裝填，下層Φ3～Φ5活性氧化鋁，中間4×8目分子篩，上層Φ3～Φ5活性氧化鋁，數(shù)量各為三分之一，每層約900 kg，因氧化鋁與分子篩的硬度相差很大，同粒徑的分子篩與活性氧化鋁的強度相差20 N～40 N，在受到強氣流沖擊后，容易造成磨損而粉化，因此催化劑裝填有嚴格的要求，如下：

（1）每一層都要求干燥劑要裝平，裝實。一旦裝填過松或者裝填量不夠時，氣流極易造成干燥劑長期處于沸騰狀態(tài)，增加吸附劑之間的摩擦，引起大量干燥器的粉化。

（2）在裝填干燥劑之前，要檢查干燥器底部支撐板篩網(wǎng)是否完好，安裝不好會導致干燥劑泄漏，引起分子篩摩擦粉化。

（3）干燥劑裝填完后，要在出口鋪加兩層60目的不銹鋼濾網(wǎng)，目的防止分子篩被氣流帶出。

2.4干燥劑質(zhì)量問題

煉油廠干燥劑供貨商承諾氧化鋁抗壓強度≥100 N，分子篩抗壓強度≥65 N，當進氣溫度≤40℃、進氣含油量≤0.01 mg/L、進空氣壓力0.6 MPa～1.0 MPa時，可以保證氧化鋁磨耗率≤0.50%，分子篩磨耗率≤0.20%，因本公司化肥儀表風裝置也采用此廠家干燥劑，未發(fā)現(xiàn)此類破損，故排除干燥劑質(zhì)量問題。

3　整改措施

3.1確保程控閥運行正常

為了消除因干燥器氣動閥故障對干燥劑造成的沖擊，先后對兩套干燥器儀表控制系統(tǒng)進行了更新，更換了電磁閥，將干燥器4只入口氣動閥，4只再生氣出口閥，4只卸壓閥送吳忠儀表廠進行檢測與維修，對損壞的氣動閥進行了更換，通過對兩干燥器12只氣動閥維護保養(yǎng)，干燥器運行狀況明顯好轉(zhuǎn)，自閥門更換后至今，未出現(xiàn)因氣動閥故障對干燥劑造成沖擊的現(xiàn)象。其中一套儀表風系統(tǒng)示意圖（見圖1）。

3.2優(yōu)化儀表控制系統(tǒng)

微熱再生干燥機原設(shè)計卸壓時間為3 min，為了避免因干燥器卸壓時間短對干燥劑造成沖擊，將卸壓時間由原來的3 min延長至5 min。另外，對干燥器再生氣放空消音器加強維護，防止消音器芯子破損，起不到限制再生氣流速的3.3嚴格要求裝填干燥劑

作用而突然卸壓，使干燥劑受到?jīng)_擊。

按照2.3裝填要求，裝填干燥劑之前，認真檢查了干燥器底部支撐板篩網(wǎng)。裝填過程，安排專業(yè)技術(shù)人員監(jiān)督干燥劑裝平、裝實。最后在干燥器床層上部填滿直徑為Ф 8～Ф 10的惰性瓷球，確保干燥劑床層壓實。同時更換了進出口不銹鋼濾網(wǎng)。

圖1　干燥器儀表控制圖

4　效果評價

上述措施實施后，煉油儀表風系統(tǒng)再未出現(xiàn)風壓降低現(xiàn)象，期間多次停機打開干燥器手孔檢查，均未發(fā)現(xiàn)干燥劑粉化現(xiàn)象，儀表風露點溫度始終低于-60℃，兩套干燥器一直運行良好，干燥劑破損問題基本解決。

5　結(jié)論

儀表風干燥劑再生，切換、運行、再生全過程采用PLC自動控制，煉油廠生產(chǎn)初期干燥劑破損的主要原因在于：（1）控制閥門存在問題；（2）PLC控制系統(tǒng)均壓速率、泄壓速率設(shè)置不合適。上述儀表控制系統(tǒng)問題的解決，對防止干燥劑破損至關(guān)重要。

［1］韓恩惠.儀表風露點升高原因分析與措施［J］.中國化工貿(mào)易，2013，（8）：167-168.

［2］邊永生.儀表風干燥系統(tǒng)的故障原因分析［J］.煉油與化工，2011，22（3）：54.

The analysis and treatment measures of drier breakage in instrument air system

QI Tao，LIU Liwen
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750021，China）

Air drier is molecular sieve and alumina in instrument air system ofrefinery.During operation and running，a large number of breakage appeared.Byreplacing the program control valve，reseting the PLC control data and other specific measures，we ultimately solved the desiccant damage problem，and ensuredlong period operation of oil refining equipment.

dryer；alumina molecular；sieve；program control valve

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.05.025

TE927

A

1673-5285（2015）05-0105-03

2015－04-12

祁濤（1979-），寧夏銀川人，工程師，2003年畢業(yè)于寧夏大學化學化工學院化工系，現(xiàn)在中國石油寧夏石化公司生產(chǎn)運行處從事煉油工藝技術(shù)管理工作，郵箱：tqi@petrochina.com.cn。