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PTA装置氧化干燥烘干机更新改造
发布时间：2013-09-03 08:01 来源：未知
中国石油化工股份有限公司洛阳分公司（以下简称洛阳分公司）精对苯二甲酸( PTA)装置的设计生产能力为325kUa，操作时数8000h/a。由于原进口氧化干燥烘干机简体部分大面积被腐蚀，简体壁厚减薄严重，给设备正常运转带来了安全隐患，决定对现有氧化干燥烘干机进行技术改造。洛阳分公司委托天华化工机械及自动化研究设计院（以下简称天华院）在保持原安装尺寸不变的前提下，对原设备进行改造。
1、设备简介
PTA装置中的干燥烘干机为密闭型间接加热式蒸汽管回转干燥烘干机（图I），由筒体（包括壳体、蒸汽管、蒸汽分配器及锤击器）、进料螺旋、出料装置、进出料端密封、蒸汽分配系统、传动系统（包括电机、减速机、齿轮、托轮及滚圈）及润滑系统组成。与常规回转干燥烘干机的区别在于，进出料两端装有特殊的密封结构，且筒内设置了蒸汽加热管，加热管贯穿整个干燥烘干机身，以同心圆方式排成若干圈，物料经螺旋输送机送至回转圆筒，被加热管间接加热，最后被出料抄板抄起，从导料管输出。蒸汽从旋转接头进入蒸汽分配器，分配给每根加热管进行换热，换热完毕后，凝液从旋转接头中心套管排出。携带气（载气）从出料系统进入，与物料形成逆流，目的是携带挥发组分，其干燥作用可忽略。
2、更新改造
需要改造的干燥烘干机结构复杂，体积庞大，设备的设计、加工、制造技术要求高，特别是简体、蒸汽分配器、轴端密封、出料装置及旋转接头等关键部件，其设计的成功与否，直接影响设备的性能。为此，天华院在更新改造过程中，在原设备结构基础上做了一定的优化。
2.1 筒体的有限元设计
对回转圆筒干燥烘干机进行有限元分析是大型回转干燥烘干机设计的发展方向，为保证回转圆筒干燥烘干机的安全可靠，天华院对简体进行设计计算，内容涉及弯矩与应力分析、管支撑对筒体的影响、齿圈、滚圈处补强计算、筒体变形计算、锤击器对简体的疲劳影响等，设计计算结果与实际工业应用数据对比发现，按常规设计的简体变形在实际生产中有较大出入，采用有限元分析设计准确可靠，对大型蒸汽管回转圆筒干燥烘干机的安全性非常重要。
原氧化干燥烘干机简体管支撑位置出现大面积腐蚀，通过采用有限元分析计算显示管支撑处应力集中是最薄弱环节，该结论与工业运行中出现筒体损坏部位完全吻合。
2.2进出料轴端密封
进出料端密封是密闭型蒸汽管回转干燥烘干机的核心技术，良好的密封是回转圆筒干燥烘干机安全、稳定运行的关键，密封结构中，定位轴承是该结构的关键部件。原氧化干燥烘干机采用滑动轴承密封结构，轴承经常出现磨损，磨损后设备的密封性能变差，需要对其进行更换。由于滚动轴承具有大型化、耐磨损和易定位的特点，因此在更新改造时采用滚动轴承定位的填料密封结构，并添加油脂进行润滑；为提高填料的密封效果，填料中间添加隔环，并通入一定量惰性气体，进行气体密封。
2.3出料结构
原干燥烘干机的出料结构为强制出料结构，在运行过程中，蒸汽泄漏量大，能耗高；出料部分有传动结构，设备的故障率增加；遇到物料结块时，经常出现堵料现象，需要进行频繁停车碱洗，造成简体腐蚀严重，同时给正常生产带来了诸多不便。
改造时，将出料结构由强制出料型改为叶片导料型，即自然出料（重力出料），物料依靠重力作用，由出料器上的数个叶片导出。该结构恰好与轴承定位的填料密封结构配套使用，并能保证很好的密封效果。
2.4打散装置
根据物料特性，要求出料箱体两锥形面夹角小于600，在现场空间允许的条件下，夹角应尽可能小。由于洛阳分公司现场条件限制，箱体夹角最小只能为57.5°，在此，特在下料箱体两侧增加打散装置（图2），以加快物料流动速度。从现场运行的情况来看，增加打散装置是非常必要的，干燥烘干机运行两个月，未出现集料现象。
2.5可变位敲击技术
原干燥烘干机上的敲击器为固定结构，使用过程中，简体敲击位置始终不变容易出现疲劳破坏，加快腐蚀速度，使简体局部厚度严重减薄。本次设备更新改造时，敲击器采用分瓣活连接形式，可通过变换锤击位置，改变简体受力点，避免局部产生应力疲劳腐蚀，延长整个简体的使用寿命。
2.6换热管及支撑板材料选择
原干燥烘干机简体、加热管及支撑板材料均为316L。长期使用过程中因腐蚀等原因造成筒体和加热管多次泄漏。检查发现，加热管的腐蚀主要集中在中段1/3处，内层加热管尤为严重；简体、支撑板腐蚀也主要集中在中段，有些支撑板加强筋减薄非常严重，已成刀刃状。
基于国内最近几年对PTA装置干燥烘干机材料的研究成果，目前氧化干燥烘干机加热管及支撑板材料选择超低碳铬镍合金，如317L或更高一级的材料�？悸堑缴璞缸艹杀竞凸谝绷吨柿康囊蛩�，本次改造时，加热管和支撑板均采用进口317L不锈钢材料。
2.7旋转接头设计及可靠性
旋转接头是蒸汽管回转干燥烘干机动静结合的机械密封组合部件，干燥所需的蒸汽进入和冷凝液排出都由它完成。旋转接头由壳体、静环、动环及补偿元件和轴承填料密封等组成。原设备由于采用强制出料结构，蒸汽泄漏量非常大，在设备更新改造时，采用天华院设计制造的旋转接头，设备连续运行两个月，实现零泄漏，从根本上解决了现场蒸汽泄漏的问题。
3、改造效果
洛阳分公司更新改造项目中的氧化干燥烘干机现已正常投入生产使用，从运行情况来看，此次改造是非常成功的，主要体现在以下几个方面：
a．经过有限元分析设计的筒体，各项指标准确可靠，制造时能对薄弱环节有针对性的进行加强。
b．采用滚动轴承定位并辅以填料、隔环和惰性气体密封后，密封结构不易磨损且密封效果好。
c．叶片导料型出料结构与新增的打散装置相配合彻底解决了出料结构能耗高，蒸汽泄漏量大和堵塞的情况。
d．换热管、支撑板材料的升级以及可变位敲击技术的应用使整个干燥烘干机的使用寿命有效延长。
