ABS裝置摻混單元急冷水系統改造

（天津大沽化工股份有限公司，天津300000）

在聚合物生產領域，ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體通過聚合而成的熱塑性工程塑料，被歸為五大通用塑料之一。ABS樹脂廣泛應用于汽車、家電、管材、醫用器械等領域。

大沽化工ABS裝置2010年末投產，一、二期共21條生產線年產ABS 40萬t，其中一期9條生產線，二期12條生產線，大沽化工的ABS采用乳液接枝聚合本體SAN摻混的生產工藝。此工藝摻混單元是ABS生產的最后階段，將HRG粉和SAN粒子按照一定比例經過擠出機混煉擠出拉條，通過水浴冷卻，造粒，形成最終產品。其中急冷水系統則是為擠出機擠出的ABS拉條提供冷卻水的重要公用系統。

1 ABS裝置摻混單元急冷水系統介紹

急冷水系統由泵、過濾器、換熱器、循環管道、儲水地坑等部分組成。泵提供水動力，過濾器過濾系統中的雜質，換熱器對系統中的循環水降溫，循環管道提供循環水流道，儲水地坑對循環水進行臨時儲存。

大沽化工摻混工段急冷水系統是通過坑泵為循環提供動力，使循環水經過過濾器過濾掉循環水中ABS粒子等雜質，然后循環水經過板式換熱器進行熱量交換，經過換熱器出來的冷水進入各條生產線ABS拉條水浴，對拉條進行冷卻，吸收了熱量的熱水流回地下循環回水管道，經過總管流回到地坑中。這樣形成一個閉合的循環系統。

2 ABS裝置摻混單元急冷水系統存在的問題

自2010年投產以來，大沽化工ABS生產裝置摻混單元急冷水系統在生產實踐中暴露出了一些問題，特別是在最近幾年產量不斷增加的情況下，問題日益嚴重，急冷水系統已無法滿足摻混單元的高負荷運行，影響了生產產量。

2.1 急冷水系統坑泵能力不足，維修率過高

ABS裝置摻混單元二期急冷水系統用兩臺坑泵PP-D5009A/B提供循環水動力，一運行一備用，而實際生產中，兩臺坑泵同時運行時才可以勉強提供8～9條生產線的冷卻水量。無法滿足12條滿負荷生產的要求。并且在長時間生產實踐中發現坑泵維修率過高，2014年11次，2015年10次，2016上半年5次，維修次數基本已經達到月平均0.87次。

2.2 急冷水系統回水能力不足

在摻混單元的實際生產中，當二期超過9～10條生產線同時運行時，循環水水浴回水將出現冒水的情況，由地坑打出的循環水無法完全回流到急冷水坑中，現場在水浴出口出現返水的情況，特別是離地坑近的生產線返水嚴重。造成工藝水的大量損失，影響現場環境，增加了現場管理的難度。

3 ABS裝置摻混單元急冷水系統的改造措施及分析

3.1 急冷水系統坑泵的改造與分析

經過改造ABS裝置二期摻混單元將急冷水系統坑泵2臺改為3臺，并且原系統兩臺坑泵均為立式離心泵，現3臺泵增加了2臺自吸式離心泵保留了1臺立式離心泵具體情況如圖1所示。

圖1 改造前與改造后現場照片對比

由于兩臺泵已無法滿足摻混單元的生產要求，因此改造中要求增加1臺坑泵以滿足生產要求。經過工藝技術員與設備員溝通得出泵維修率過高的另外一個原因是摻混單元立式離心泵傳動軸過長。在高負荷運行中，特別容易磨損，造成維修率高。因此再增加了一臺自吸泵，克服了立式離心泵的使用缺點。在看到效果之后，摻混單元將原有的一臺立式離心泵也改成了自吸泵。這樣在滿負荷運行時開兩臺自吸泵，一臺立式離心泵備用。僅在自吸泵需要維修情況下緊急提供出口壓力。這樣大大降低了坑泵維修率，改造前維修率為0.87次/月，改造后的一年實際使用中僅為0.17次/月。

自2016年改造完成后，生產實踐應用中，ABS二期摻混開11條生產線90%以上的負荷情況下（共12條生產線），兩臺自吸泵同時運行（PP-D5009A和 PP-D5009C），如圖 2，DCS急冷水系統可以看出坑泵出口壓力達到設定壓力并且還有30%多的調整回流值，改造后的急冷水系統完全可以滿足滿負荷運行，保證生產。

圖2 急冷水系統DCS

3.2 回水系統改造與分析

改造將ABS裝置二期摻混急冷水系統回水總管進入地坑出口的過濾網去掉，在水浴出口增加過上下兩層過濾網。

回水系統的改造有一下幾方面的優點:

1）增強過濾效果：原本在回水系統總管加的圓筒過濾網，在實踐使用中，經常出現未到季度檢修，就已經脫落或者網子破損等情況，過濾網不能起到對循環水的過濾作用，ABS粒子和料塊會被吸入泵殼中卡在泵體葉輪之間對坑泵造成極大影響，導致坑泵運行失衡，能力下降。改造后，第一層過濾掉雜質粒子和料塊，第二層過濾主要防止在人工清理一級過濾網時粒子和料塊進入地坑的情況。這樣經過兩次的過濾保證完全攔截ABS粒子和料塊進入到地坑中。并且可以隨時觀察過濾網有無破損情況，并做到及時處理。

2）減少了摻混單元檢修的作業量:摻混單元每季度檢修的重要工作之一就是清理急冷水地坑，清理處理出口總管過濾網，并清理進入到地坑中的ABS粒子和料塊。改造后兩級過濾基本可以保證不會有粒子和塊料進入地坑。極大的減少了地坑檢修期間的作業量。

3）解決急冷水系統回水問題:改造將急冷水回水總管的過濾網去掉，增加了水浴出口的過濾網，12條生產線水浴出口的過濾網面積要遠遠大于回水總管過濾網面積，這樣通過增加循環水的過濾面積來減少回水阻力，增強了急冷水回水能力。自今年8月份改造后，開車觀察，ABS裝置二期摻混開11條生產線的情況下，生產現場水浴回水穩定。改造前后有明顯差異，改造后各條生產線均沒有之前的水浴出口冒水情況發生。

4 總結

ABS裝置摻混急冷水系統是ABS生產的重要保障，也是影響ABS高產的主要因素之一，經過對ABS裝置二期摻混急冷水系統的改造，解決了坑泵能力不足，系統回水能力不足等一系列問題，去除了急冷水系統限制ABS高產的隱患，進而又減少了檢修作業量，維修作業量，工藝水浪費。因此，急冷水系統的改造既保證了ABS持續高產，又為企業降低了消耗節約了成本。