造粒斗提機頻繁跳車原因分析及改造措施

高 翔

(海洋石油富島有限公司 海南東方 572600)

海洋石油富島有限公司二期化肥裝置設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)450 kt合成氨和800 kt尿素，于2003年9月底正式建成并投產(chǎn)，尿素造粒系統(tǒng)采用挪威海德魯公司的大顆粒流化床造粒技術(shù)。從2019年1月至6月，尿素裝置造粒斗提機頻繁出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。按操作規(guī)程，斗提機跳車后，造粒系統(tǒng)停運，蒸發(fā)系統(tǒng)的物料進行循環(huán)，前系統(tǒng)產(chǎn)生的尿液積存在尿液儲槽內(nèi)，尿液停留時間過長會造成縮二脲含量增加，影響尿素產(chǎn)品的合格率。此外，蒸發(fā)系統(tǒng)的物料進行循環(huán)后，來自前系統(tǒng)和合成氨裝置的低壓蒸汽只能放空，增大了尿素裝置的物耗、能耗和生產(chǎn)成本。

1 斗提機跳車概況

尿素造粒系統(tǒng)由2臺并列的皮帶式斗提機完成物料輸送任務(wù)，見圖1。斗提機跳車頻次是統(tǒng)計的月平均因聯(lián)鎖動作(如發(fā)生設(shè)備過載聯(lián)鎖、料位高高跳車聯(lián)鎖、轉(zhuǎn)速低低聯(lián)鎖、皮帶跑偏聯(lián)鎖等)造成的停車次數(shù)。

圖1 斗提機物料輸送示意

對斗提機跳車的原因進行分類[1]，統(tǒng)計了2019年1—6月的跳車次數(shù)，計算出各因素的占比，見表1。統(tǒng)計調(diào)查發(fā)現(xiàn)，皮帶跑偏、斗提機過載及儀表聯(lián)鎖開關(guān)動作等三大因素造成斗提機跳車的占比為88.88%。

表1 2019年1—6月斗提機跳車分類統(tǒng)計結(jié)果

2 斗提機跳車原因分析

2.1 斗提機跳車統(tǒng)計分析

根據(jù)設(shè)備完整率和斗提機歷史運行情況，統(tǒng)計2018年斗提機月跳車次數(shù),結(jié)果見表2。

表2 2018年斗提機月跳車次數(shù)統(tǒng)計結(jié)果

由表2可發(fā)現(xiàn)，2018年全年斗提機共計跳車10次，月平均跳車0.83次。

2.2 斗提機跳車原因分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，采用“頭腦風(fēng)暴法”繪制影響斗提機跳車頻次關(guān)聯(lián)圖(見圖2)，共找出影響斗提機跳車頻次的7個末端因素：①輥輪嚴(yán)重老化開裂；②皮帶硬化有裂紋；③人員維護不到位；④動作開關(guān)異常；⑤機修人員調(diào)整不到位；⑥蒸發(fā)負荷高；⑦斗提機設(shè)計能力不足。

圖2 斗提機跳車頻次關(guān)聯(lián)圖

3 主要原因確認(rèn)及應(yīng)對措施

3.1 確認(rèn)任務(wù)分配

對于輥輪嚴(yán)重老化開裂、皮帶硬化有裂紋的末端因素，分別指派負責(zé)人采用現(xiàn)場勘察和測量的驗證方法進行現(xiàn)場測試；對于人員維護不到位、動作開關(guān)異常、機修人員調(diào)整不到位、斗提機設(shè)計能力不足的末端因素，分別指派負責(zé)人采用現(xiàn)場調(diào)查、查詢資料的驗證方法進行現(xiàn)場調(diào)查；對于蒸發(fā)負荷高的末端因素，指派負責(zé)人采用現(xiàn)場調(diào)查、系統(tǒng)調(diào)整的驗證方法進行現(xiàn)場測試[2]。

3.2 確認(rèn)反饋

(1)輥輪嚴(yán)重老化開裂

對2臺斗提機輥輪進行現(xiàn)場實地勘察、測量比較(見表3)，發(fā)現(xiàn)斗提機A/B的拉伸強度分別為13、12 MPa，低于輥輪皮帶設(shè)計的拉伸強度(>14 MPa)；斗提機A/B的扯斷伸長率分別為380%、390%，低于皮帶設(shè)計的扯斷伸長率(≥400%)。由此可見，輥輪多項性能指標(biāo)均偏離設(shè)計值，已到報廢階段。此時斗提機的輥輪橡膠層有斷裂、不平整的現(xiàn)象，成為阻礙皮帶正常運動，無法回到正常運行位置的關(guān)鍵因素。在斗提機實際運行過程中，很容易出現(xiàn)皮帶左右來回擺動的情況，一旦皮帶擺動到輥輪外將觸發(fā)儀表跑偏開關(guān)，聯(lián)鎖動作導(dǎo)致斗提機跳車。最后確認(rèn)輥輪嚴(yán)重老化開裂是引起斗提機頻繁跳車的主要原因之一。

表3 斗提機A/B輥輪使用情況統(tǒng)計調(diào)查結(jié)果

(2)人員維護不到位

隨機抽查了1個月內(nèi)2次斗提機日常維護檢查確認(rèn)表發(fā)現(xiàn)，在日常維護操作方面，工藝操作人員完成了“三定一巡”工作，并做好了記錄，說明斗提機頻繁跳車不是由斗提機日常維護不到位引起的。

(3)動作開關(guān)異常

從儀表專業(yè)現(xiàn)場開關(guān)檢查記錄(見表4)和儀表聯(lián)鎖開關(guān)動作情況統(tǒng)計表發(fā)現(xiàn)，儀表開關(guān)動作真實反映了皮帶跑偏的狀態(tài)。此外，儀表專業(yè)人員會定期對裝置的儀表元器件進行巡檢并紀(jì)錄，如有故障或隱患會及時采取相應(yīng)的處理措施。所以，動作開關(guān)異常不是引起斗提機頻繁跳車的主要原因。

表4 2019年5月13日開關(guān)檢查記錄

(4)皮帶硬化有裂紋

對斗提機A/B的皮帶使用情況進行統(tǒng)計，結(jié)果見表5。

表5 斗提機A/B的皮帶使用情況統(tǒng)計

從表5可以看出，斗提機B的皮帶使用時間已經(jīng)超過使用壽命，扯斷伸長率、磨耗量已低于設(shè)計值，使用性能下降明顯，在與輥輪接觸運行時會出現(xiàn)打滑、抖動或上下偏移的問題，最終導(dǎo)致聯(lián)鎖動作，造成斗提機跳車。因此，皮帶硬化有裂紋是引起斗提機頻繁跳車的另一主要原因。

(5)機修人員調(diào)整不到位

根據(jù)霍尼韋爾PKS系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，對因跑偏信號跳車的數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)經(jīng)機修人員調(diào)整皮帶跑偏后導(dǎo)致斗提機跳車的次數(shù)只有1次，并且發(fā)生的可能性比較小，在斗提機跑偏調(diào)整中發(fā)生的概率也較小，而且機修人員是在皮帶已出現(xiàn)跑偏的情況下才進行調(diào)整。所以，機修人員調(diào)整不到位不是引起斗提機頻繁跳車的主要原因。

(6)蒸發(fā)負荷高

通過查找尿素裝置不同設(shè)計負荷下的主要物料流量表發(fā)現(xiàn)，斗提機運行電流為28 A左右，最高為30.6 A，電流穩(wěn)定、無波動。斗提機在蒸發(fā)系統(tǒng)高負荷下完全可以穩(wěn)定運行，不會出現(xiàn)電流過載的情況。因此，蒸發(fā)負荷高也不是引起斗提機頻繁跳車的主要原因。

(7)斗提機設(shè)計能力不足

將設(shè)計資料與運行數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)斗提機設(shè)計負荷完全可以滿足不同負荷下的運行要求；造粒機出料閥開度穩(wěn)定、無波動，滿足生產(chǎn)需求。

對以上7個因素分析后可知，導(dǎo)致斗提機頻繁跳車的主要原因是輥輪嚴(yán)重老化開裂、皮帶硬化有裂紋等。

3.3 制定的措施

根據(jù)設(shè)備完整率和斗提機歷史運行情況統(tǒng)計，2018年全年斗提機月平均跳車為0.83次，而2019年上半年月平均跳車為3次，遠遠超過了設(shè)備歷史運行情況。因此，根據(jù)斗提機跳車的主要原因采取了相應(yīng)的措施，爭取讓斗提機月平均跳車次數(shù)降至≤1次。

(1)更換硬化有裂紋的皮帶。利用檢修機會，停運斗提機，拆卸料斗，配合機修人員更換新的皮帶。斗提機更換皮帶后，再未出現(xiàn)打滑、抖動或上下偏移的現(xiàn)象。

(2)更換嚴(yán)重老化開裂的輥輪。對輥輪老化開裂導(dǎo)致皮帶嚴(yán)重跑偏進行事故預(yù)測和應(yīng)急演練，擇機更換新輥輪。在更換輥輪前，皮帶跑偏至輥輪邊緣，甚至幾乎觸碰跑偏開關(guān)，斗提機進料稍有波動或蒸發(fā)造粒系統(tǒng)負荷有變化時，便會導(dǎo)致斗提機跳車。更換輥輪后，皮帶運行在輥輪的中間，未出現(xiàn)跑偏情況。

采取以上措施后，成功將斗提機月平均跳車次數(shù)降至≤1次。

4 結(jié)語

斗提機是大顆粒尿素裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，其運行效果直接影響造粒系統(tǒng)的運行周期。斗提機運行一旦出現(xiàn)問題，不僅尿素產(chǎn)品質(zhì)量得不到保障，甚至?xí)斐稍O(shè)備損壞。通過分析原因并采取相應(yīng)的措施后，斗提機跳車次數(shù)明顯降低。下一步將繼續(xù)跟蹤斗提機的運行狀況，確保尿素裝置實現(xiàn)長周期安全運行，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。