淺談管鏈輸送機在聚酯裝置中的應用

韓明剛

(洛陽石化工程設計有限公司，河南 洛陽　471000)

精對苯二甲酸(PTA)是生產聚酯纖維、樹脂、膠片及容器樹脂的主要原料，已被廣泛應用于化纖、容器、包裝、薄膜生產等各個領域。但是隨著我國石油化工行業的快速發展，聚酯工業規模的不斷擴大，PTA粉料的需求量越來越大，因此人們對聚酯裝置的要求也越來越高。PTA粉料輸送作為聚酯生產過程中的重要環節，如何實現其安全、高效、穩定的輸送已逐漸成為化工行業關注的焦點。

1　改造概況

中石化洛陽分公司聚酯裝置的主要原料精對苯二甲酸(PTA)現全部由化工車間提供，主要依靠氣力輸送系統由PTA大料倉向日料倉輸送。由于原設計原因，加上合纖公司(改制單位)從PTA大料倉下面開口通過緩沖料倉輸送PTA，進而導致從大料倉到日料倉PTA輸送無法形成密閉系統，需要補充較多的氮氣進行PTA輸送，增加了氮氣消耗[1]。整個輸送系統耗氮量約占裝置耗氮量的90%，耗氮量較大，能耗高。針對上述情況，再加上目前化工車間為間歇式生產，不能穩定為聚酯裝置供應PTA原料，如果聚酯裝置能增上一套管鏈輸送設備，從PTA裝置直接輸送PTA至聚酯日料倉，當上游裝置不能供應原料時，可以通過外購原料方式，來保證聚酯及短纖維兩套裝置的平穩運行，這樣既降低了裝置電耗和氮氣消耗，又可以不受任何上游裝置影響，突破制約裝置機動生產方面的原料輸送瓶頸。

2　管鏈輸送系統

2.1　結構特點

管鏈輸送機是粉料連續輸送設備，該設備在輸送質量和輸送安全方面都較為良好，該設備在我國粉料輸送領域的應用越來越廣[2]。本次增上的管鏈輸送系統主要包括投料系統、除塵系統和輸送系統。投料系統包括投料槽和人工投料斗，除塵系統包括除塵器和除塵風機，輸送系統由POS1、POS2、POS3三段管鏈輸送機組成。其中POS1為一段水平布置的管鏈輸送機，水平輸送距離約20 m；POS2為一段垂直布置的管鏈輸送機，垂直輸送距離約32m；POS3為一段水平布置的管鏈輸送機，水平輸送距離約7m。POS1段管鏈輸送機由一個驅動機箱、一個張緊機箱、一個投料槽、兩個人工投料斗、一個槽車卸料口及輸送管鏈組成。輸送管鏈采用上下排列方式布置，沿管溝朝南側過路至聚酯主廠房內，與垂直段管鏈輸送機POS2在廠房內通過過渡料斗連接。POS2段管鏈輸送機由一臺驅動機箱和兩條垂直布置的輸送管鏈組成，兩條輸送管鏈以垂直方式布置在PTA料倉區廠房內，并與 POS3段管鏈輸送機相連。 POS3段管鏈輸送機由一個驅動機箱、一個張緊機箱和兩條上下排列布置的輸送管鏈組成，POS3出料斗與PTA日料倉1211-T01進料口相連，中間加插板閥，便于車間人員根據實際情況切換輸送系統。三段管鏈輸送機通過過渡料斗相連，整個輸送系統呈封閉系統，工作過程中實現PTA粉料無損耗入倉。詳細結構可見圖1。

1-投料槽；2-除塵器；3-除塵風機；4-POS1管鏈輸送機；5-POS2管鏈輸送機；6-POS3管鏈輸送機；7-人工投料斗；8-槽車卸料口；9-PTA日料倉

圖1結構簡圖

Fig.1Structure diagram

2.2　工作流程

管鏈輸送系統的投料系統布置在卸料棚內，物料可以通過人工卸料和槽車自動卸料兩種方式進入投料槽，物料經POS1水平段管鏈輸送機運送20 m至POS2垂直段管鏈輸送機，垂直提升約32m后，物料由POS2出料口排出通過過渡料斗投入到POS3水平段管鏈輸送機進料口，水平運輸7 m后經POS3出料斗進入到PTA日料倉1211-T01完成物料運輸。投料口安裝有帶脈沖反吹的投料除塵器，通過排風管道連接除塵風機。當管鏈機開始投料輸送時，自動開啟引風風機及脈沖閥控制系統，透過袋濾器使得投料槽內部形成微負壓，使投料口的粉塵向投料槽內擴散，確保投料環境粉塵量最低。當濾袋積塵達到一定厚度時，脈沖反吹功能啟動，通過反吹氮氣將濾袋上的積塵抖掉。整個輸送系統通入低壓氮氣保護，投料口附近設置固定式靜電接地報警器及人體靜電釋放器各一臺，確保系統運行安全。

2.3　控制系統

管鏈輸送機的控制系統由信號采集、程序控制、人機界面和基礎電器元件四部分組成。信號采集部分包括斷鏈傳感器和料位傳感器，對管鏈運行情況和料位情況進行監測。程序控制部分包括西門子S7-300 CPU224、EM231 4路模擬量輸入模塊和EM232 2路模擬量輸出模塊，PLC對采集信號做進一步的處理，并通過程序控制整套系統的運行。人機界面部分包括觸摸屏、故障報警燈、電壓電流表表頭和其他運行指示燈組成。基礎電器元件四部分包括變頻器、接觸器、空開、按鈕等。整個控制系統可實現如下功能：

1)對料位進行監測，并適時啟動管鏈機。

2)對管鏈機啟動和停止做時序控制。

3)監測管鏈運行情況，在斷鏈等異常情況下切斷電源并報警。

4)接受操作人員的設定，通過對變頻器做自動調整，自行控制轉速。

5)提供手動和自動兩種控制模式。

6)對整套設備運行情況進行顯示(轉速，進料量等關鍵參數)。

7)對電機的過載、欠壓、堵轉等情況提供保護。

3　系統優點

管鏈輸送機的結構緊湊，占用空間較小，可以水平、傾斜和垂直進行任意組合，非常適用于裝置原料輸送系統的改造；全封閉式輸送，無粉塵泄露，環保清潔，投料方式靈活，能耗低噪音小，操作維修方便，系統總裝機容量為18.5kW，運行成本低，每立方PTA輸送成本約為0.32元，大大降低了生產成本。綜上所述管鏈輸送系統是一種工藝簡單、環保高效、安全經濟的粉料輸送系統。

4　結束語

PTA是生產PET的主要原料之一，必須保障原料供應的持續性[3]。通過本次改造，中石化洛陽分公司聚酯裝置擁有了管鏈輸送和氣力輸送兩套原料輸送系統，為化工車間間歇式生產導致的無法穩定供應原料問題提供了很好的解決方案，不僅有效降低了裝置能耗，而且從根本上保證了裝置的持續穩定生產。

[1]程軍博.聚酯裝置節能優化與節能瓶頸分析與對策[J].石油化工節能與減排,2015,5(3):28-31.

[2]李剛.氣力輸送系統和管鏈輸送機在粉料輸送中的應用比較[J].浙江化工,2016,47(8):45-47.

[3]劉忠輝,周光宏,張國躍,等. PTA輸送系統的故障及對策[J].聚酯工業,2012,25(3):31-34.