安德里茨流化床干燥器加热器国产化应用

王剑虹，周雪松，徐达

（中国石油吉林石化公司乙烯厂， 吉林 吉林 132001）

1 流化床干燥器系统概述

高密度聚乙烯和己烷由螺旋输送器送至流化床内，流化床被分为两个主要区域：一腔回流区用于预先干燥，二腔推流区用于其它干燥。两个区都由流体室和干燥室组成，用带孔隔板分离。每个干燥室都加装加热器，并且通过对加热器提供饱和的低压蒸汽对流化床内的粉料进行干燥。加热板拆装方便，沿着导轨被拉出，便于清洗和维护。预干的粉料从第一腔经潜流孔进入到第二干燥阶段，干燥过的粉料经潜流孔离开第二阶段并通过一个旋转阀（RF2203）排出。通过检查玻璃窗进行吹氮处理以检查流化床干燥器的运流化状态。

干燥装置是一个密闭循环系统，混合气在离开流化床一腔时带着一定量的干燥粉料与己烷气，由旋风分离器S2201将粉料分离，再由旋转阀RF2201排放回至二腔，混合气进入到氮气洗涤塔T2201里，通过氮气洗涤塔T2201冷凝混合氮气内的己烷气。

冷凝己烷由P2201A/B泵再循环并通过己烷冷却器E2206冷却，己烷在氮气洗涤塔T2201内自动保持其液面水平。

净化氮气由离心风机C2201输送至氮气加热器E2201，气体在进入流化床干燥器的二腔，由己烷蒸气进行预热。

离开二腔的混合气由旋风分离器S2202将粉料分离，分离的高密度聚乙烯粉末被排放到第二阶段或直接进到干燥器输出管线，而净化的氮气则由离心风机C2202输送至一腔，以完成干燥气体的循环。

图1 粉料干燥系统流程

2 流化床设计和操作数据

流化床设计和操作数据见表1。

表1

3 流化床运行周期

根据流化床分布板压差、一二腔压差、床层高度等参数判断分布板结垢情况。稳定流化床进料，及时通过加热蒸汽手阀调整干燥床内温度，避免温度过低，堵塞分布盘和管束挂料。

由于物料中含有低分子聚合物蜡，熔点低，与温度达到100℃的加热器管束接触，在加热器管束外表面熔融粘结，运行六个月后形成结垢层，需要每半年将流化床加热器拉出进行水力清洗。干燥床分两个腔，一腔为进料腔，有3块加热板，二腔为出料腔，有5块加热板。在一腔中，湿料与温度达到100℃的加热板管束接触，容易在管束上形成粘结层，影响换热。进而导致干燥效果变差，出口粉料挥发份不达标，挤出造粒时存在着火风险。

4 流化床加热器制作

4.1 加热器制作原因

流化床加热器运行12年过程中4#竖管加热器出现泄漏，通过多次焊接堵漏仍未消除漏点。由于日常生产过程中，流化床二腔第8块竖管加热器不需要开蒸汽投用，为保证生产运行，将4#竖管加热器与8#完好的竖管加热器调换，然后将8#竖管加热器切出。

由于加热器列管在流化床内受到循环氮气的冲击产生振动，原加热器列管是将3/4英寸白钢管开孔焊接，焊接强度较低，并且容易出现应力集中。

4.2 加热器改造方案

为了保证加热器焊接强度，避免产生焊接应力，将加热器列管横管段采用三通直接连接，同时将加热器列管竖管由一根改成上下两部分，同时将蒸汽来气和回凝进行单独分离，降低加热器列管在循环氮气下产生的振动。

4.3 加热器现场安装方法

4.3.1 施工方法

将新4#竖管加热器运至施工现场，拆除保温及拆卸蒸汽管线、加热器压板螺栓，铺好小车导轨。旧4#竖管加热器拆除，新4#竖管加热器安装及上支撑轮和蒸气管线安装。在流化床上方设置吊点悬挂导链，利用导链钩住加热器专用吊耳，配合抽出加热器并放置到专用小车上。利用专用小车将旧4#加热器移至指定位置进行上支撑轮拆除。

根据加热器的实际状态利用可调螺栓孔的螺栓，将设备调整至最佳位置，此台4#竖管加热器拆装在7#竖管加热器位置进行找正，找正完成后将4#竖管加热器抽出运至焊接位置。根据新4#竖管加热器的位置回装蒸汽管线，根据实际进行管线改口焊接。

图2 加热器上支撑导轮

4.3.2 施工焊接工艺

切割及坡口加工时管材切断前应移植原有标识。20#钢可用氧-乙炔焰切割，但切割后必须将氧化层彻底去除。焊接接头组对前，清理其内外表面，在坡口20mm范围内不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮、镀锌层及其它对焊接有害的杂质。焊接接头组对前应确认坡口加工形式、尺寸、表面粗糙度符合有关规定，且不得有裂纹、夹层等缺陷。

组对过程中焊件应放置稳固，防止在焊接或热处理时发生变形，不得用强力方法组对焊接接头。壁厚相同的管道组成件组对时，应使内壁平齐，其错边量不应超过壁厚的10%，且不大于1mm。

图3 焊接接头形式及要求简图

5 取得的效果

通过采取改造措施收到了立竿见影的效果，加热器列管振动降低，加固的固定支撑未影响到循环氮气的流量，与进口加热器的干燥效果相同。

流化床加热器的使用效果较好，避免加热器列管产生应力断裂泄漏，导致整个装置干燥单元波动，造成装置停车。流化床加热器改造的完成将在后续的投用过程中解决应力腐蚀和加热器清洗时间长的问题，使更换的加热器使用寿命提高到原来的1-2倍，提高加热器运行的安全系数。

6 结论

综上所述，流化床加热器看似制作简单，但是能够消除加热器列管应力腐蚀和加热器长周期稳定进行，必须了解加热器腐蚀泄漏的原因，认真分析如何改造既能起到消除应力作用，又不影响系统的稳定运行。流化床加热器的制作应用是高密度聚乙烯装置备件国产化攻关的成功案例，为以后同类装置加热器国产化提供了参考，具有推广意义。

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