針對閥桿結(jié)構(gòu)和工藝控制對反應氣流平穩(wěn)的影響進行研究

齊偉

摘 ?要：LDPE裝置冷三閥振動，造成差動線圈損壞和冷三閥填料泄漏，進而停車。嚴重影響裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)，通過數(shù)次分析及總結(jié)經(jīng)驗找到根本原因，采取相應措施，最終解決了冷三閥振動問題。

關(guān)鍵詞：高壓管式法;冷流閥;振動;LDPE

一、概述

大慶石化分公司塑料廠高壓聚乙烯一套裝置系引進原西德伊姆豪遜專利技術(shù)，由伍德公司總承包。乙烯為聚合單體，純氧為引發(fā)劑，丙烯、丙烷和1-丁烯為調(diào)整劑，采用一熱三冷四點進料的管式法工藝生產(chǎn)LDPE產(chǎn)品。反應溫度280～320℃，反應壓力200～260MPa，最高單程轉(zhuǎn)化率達32%。生產(chǎn)能力6萬噸/年，操作時數(shù)7513小時/年。

高壓一裝置自1986年開工以來冷三閥振動一直偏大，長期運行有可能造成冷三閥控制用差動線圈損壞和冷三閥填料泄漏，進而造成冷三閥失控停車，嚴重制約著高壓一裝置的安全和長周期運行。

頻繁因為冷三閥故障停車直接影響了高壓一裝置經(jīng)濟技術(shù)指標，嚴重制約了裝置的長周期運行，又對高壓一裝置的安全和環(huán)保運行形勢造成了不利影響，急需從根本上解決。

二、工藝流程簡述

原料乙烯經(jīng)過濾器過濾后，與來自輔助壓縮機C-415的低壓循環(huán)氣一起進入一次壓縮機C-303，經(jīng)三段壓縮升壓至22～25 MPa，該氣體冷卻后與高壓循環(huán)氣體混合進入二次壓縮機 C-306入口。

引發(fā)劑氧按一定比例與乙烯混合后，經(jīng)氧壓機C-316A/B升壓到27MPa，分三路由FIC63104、FIC63105、FIC63106控制注入二次壓縮機C-306入口。不同引發(fā)劑含量的氣體經(jīng)二次壓縮機C-306二段壓縮到反應所需要的壓力后，分別去反應器不同的進料點。

來自二次壓縮機C-306的三股氣流進入反應器R-401，其中主（熱）流進入預熱器E-307，氣體被加熱到反應所需的引發(fā)溫度，二股冷流分別進入二個冷卻器E-308A和E-308B被冷卻到45～50℃，分三個注入點進入管式反應器R-401。

反應生成的聚乙烯和未反應的氣體經(jīng)脈沖閥排到高壓分離器S-402中，在高壓分離器中將大部分未反應的氣體被分離出來作為高壓循環(huán)氣循環(huán)使用，而少量溶在聚合物中的乙烯氣體隨聚合物排至低壓分離器S-403中。在低壓分離器中將少量的乙烯氣體進一步分離，作為低壓循環(huán)氣循環(huán)使用。而聚合物進入擠壓機X-404進行造粒。經(jīng)擠壓機X-404造粒后的產(chǎn)品經(jīng)干燥器干燥、振動篩篩選后，被風送到料倉，在料倉混合之后送往包裝工段出廠。

三、冷三閥振動原因分析

冷三閥儀表用差動線圈損壞的原因是該點冷流注入時與閥體產(chǎn)生共振，在深入研究閥位調(diào)整控制、振動監(jiān)測記錄及裝置運行參數(shù)等因素后，原因分析如下：

①冷三閥注入點前后壓差較大，冷三閥閥位恰處于節(jié)流共振區(qū)。

②冷三閥注入點為最靠近脈沖閥的注入點，脈沖過程反應器內(nèi)流速較快，脈沖閥脈沖動作時，對冷三氣流影響較大。

③冷三閥閥頭形式對氣體節(jié)流影響。

四、冷三閥振動解決措施

為了降低冷三閥的振動，制定了以下措施：

4.1工藝參數(shù)調(diào)整方面：

①全開反應器入口差壓閥（原來開度為20-40%），增加主流流量的同時確保冷三注入壓差最小，最大程度的減少冷三振動。

②通過反復調(diào)試找到冷三閥控制的合理閥位控制區(qū)間，經(jīng)過不斷摸索發(fā)現(xiàn)控制冷三閥閥位使冷三注入點溫度在240℃以下時振動最小，振動能夠維持在80mm/s2以下，避開冷三節(jié)流共振區(qū)，最大程度的減少冷三振動。崗位人員和技術(shù)人員定期測定冷三振動，一旦發(fā)現(xiàn)振值超過80mm/s2時，及時調(diào)整差壓閥或冷三閥閥位。

③通過關(guān)小冷一和冷二來保證主流氣量，其中一冷調(diào)整幅度由原來的全開關(guān)至75%。控制一冷注入溫度為235-245℃（原注入溫度為190-220℃）;調(diào)整第二冷流閥開度為75-80%（原來開度為70-75%）并控制二冷注入溫度為255-265℃（原注入溫度為230-240℃）。

4.2儀表參數(shù)調(diào)整方面：

降低脈沖閥的閥開時間，閥開時間調(diào)整為900ms（原閥開時間為1080ms）;增設(shè)脈沖閥開關(guān)閥延時（上升沿和下降沿），PIC64502/URLM（上升沿）設(shè)定300ms，即閥從全開到關(guān)至超調(diào)位置需要300ms，PIC64502/DRLM（下降沿）設(shè)定200ms，即閥從正常控制閥位到全開需要200ms，減小脈沖閥開關(guān)閥動作幅度，減少脈沖對冷三閥振動的影響。

4.3機械方面：

從冷三閥閥桿結(jié)構(gòu)研究，進一步分析影響冷三閥節(jié)流共振因素，探索冷三閥閥頭對乙烯氣體節(jié)流造成的影響。改變冷三閥結(jié)構(gòu)，將冷三閥閥桿由錐頭變?yōu)閳A頭。

4.4實施效果：

通過以上措施的全面成功實施，冷三閥振動完全在設(shè)備的可接受范圍內(nèi)，保證了裝置長周期生產(chǎn)。這些措施經(jīng)過實踐檢驗成為一套全新的、有效的冷三控制方法。

五、經(jīng)濟效益測算

按照一年能夠由冷三閥原因造成停車12次計算。每次停車放空乙烯約6噸;每次停車后開車產(chǎn)生過渡料約50噸，過渡料與正品差價約為400元/噸;每次生產(chǎn)20E約400噸，20E與18D差價為400元/噸;每次停工檢修20小時，影響正品產(chǎn)量190噸。

按照一年減少停車檢修12次計算。每年可節(jié)約冷三閥差動線圈12組，冷三閥填料10套，冷三閥閥桿2套，差動線圈10000元/組，冷三閥填料3600元/套，冷三閥閥桿84400元/套，一年可節(jié)約效益為：10000×12+3600×10+84400×2=324800元。

一年減少公用工程損失可節(jié)約效益為20102.59×12=241231.08元。

綜上，平均每年可以創(chuàng)造效益約320萬元。

六、總結(jié)

冷三閥振動大導致儀表用控制閥門的差動線圈頻繁損壞和冷三閥填料損壞，進而造成冷三閥失控停車。頻繁的冷三閥失控停車嚴重影響裝置長周期運行。技術(shù)方案實施后，徹底消除了因冷三閥失控停車造成的安全運行和環(huán)保隱患，實現(xiàn)了裝置的安全、綠色和平穩(wěn)運行。