高压聚乙烯装置能耗分析及措施

戴全兵

摘要：高压聚乙烯装置成本核算中，能耗是成本的重要组成部分，如何降低能源的消耗，减少水电气风的消耗，提高装置资源利用率，成为企业能否有效控制生产成本的重要因素，通过对装置的能耗进行了详细分析，降低装置公用工程消耗量，制定装置节能降耗措施。

关键词： 能耗  聚乙烯  脱盐水

高压聚乙烯装置在生产过程中，对装置能耗的影响原因有很多，为降低装置的各项能耗，增加企业的经济效益，采取对各个生产环节进行分析研判，优化操作采取有效手段降本增效，持续的对装置进行降耗和节能减排的挖潜，降低装置运行时蒸汽、脱盐水、电、工业风的消耗量，提升装置资源利用率，提高企业市场竞争力。

1、高压聚乙烯装置的能耗分析

1.1运行设备电能损耗

占装置能耗前三位分别是：电耗占90.28%，第一位；高压蒸汽占5.34％，第二位；循环冷却水占3.60％，第三位。这三种能源介质的消耗量占产品总能耗的99．22％。因此高压装置的节能方向应以减少电耗、高压蒸汽消耗、循环冷却水消耗为主。

高压聚乙烯装置电能消耗占比达到90%，装置生产时，一、二次机大机组功率大，引发剂增压机，撤热水泵、输送罗茨风机等大功率运转设备电能消耗巨大。尤其在装置开工时，压缩机的空转还需要消耗大量的电能，开工运行时间越长，消耗的电能越多，产生了很大的浪费，提高装置开工效率是减少装置电能消耗的有效手段。在风送系统输送颗粒时，目的料仓达到高报警后，需要停止风送系统输送风机，但是原设计的仓容积较小，导致岗位需要频繁启停输送风机，来完成送料操作。为了减少罗茨风机的启停频率，风送岗位经常采用只是关闭起始仓下料阀，来控制物料颗粒的输送，而不是采用停止风送送料系统，这样就造成输送罗茨风机长时间空转，消耗大量的电能，也加速罗茨风机的磨损，这也是老旧装置经常存在的问题。

1.2颗粒水槽脱盐水损耗

挤压切粒机循环水运行时，需要经过板式换热器进行冷却循环，达到颗粒水冷却的作用，在脱盐水的冷却过程中，会有产品助剂和杂质的残留物滞留粘附在换热器的波纹内壁上，不易被脱出，装置长周期运行后，板式换热器的内壁就会出现一层厚厚的助剂、粉尘和杂质的混合垢层。在脱盐水稳定的流速下，换热器上的垢层很难被冲刷掉，滞留垢层会直接导致换热器的效能降低，对生产有较大的影响。换热器产生滞留垢层后，需要加大脱盐水流量对内部进行冲洗，这会导致脱盐水大量耗费。同时为保证颗粒水槽的液位一定，颗粒水槽要保持溢流状态，颗粒水槽原有的液位检测系统，因失灵损坏而废弃，导致颗粒水槽保持溢流状态，溢流水直接排入下水井，每天颗粒水槽要排放大量的脱盐水而无法进行有效的回收，导致装置脱盐水消耗增大。

1.3 装置氮气损耗

高压聚乙烯装置的生产过程中，氮气主要应用在分析仓安全通氮，开停车、检修装置需要对装置氮气进行置换，氮压机增压通氮，设备的油箱氮封通氮、安全阀和放空管线通氮气。在使用氮气时要进行氮封处理，因氮气外泄会导致人员窒息，进入反应系统，对反应温峰和产品指数产生影响很大，应防止氮气窜入装置内部产生操作危险。同时在每根单独的氮气管线上装置都会设置限流孔板和流量检测表，限流孔板的作用是为了保证氮气的运行安全，同时也能够尽可能地减少氮气浪费，保障氮气的使用安全，氮气以0.7Mpa的压力运行，压力的增加导致每根氮封管线的消耗增加。

1.4提高反应器的转化率，

增加装置的产量，降低装置的能耗，因为装置的产量增加直接影响装置的能耗，为了降低装置能耗，要应尽可能提高装置的产量，提高装置的产量，则需优化反应器的操作，提高反应器的转化率，保证装置长周期运行。

2 高压聚乙烯装置能耗的节能对策

2.1减少电能损耗的节能措施

提高装置长周期运行时间，减少装置开停工频率，降低电能消耗。一、二次压缩机启动后应降低空转时间，尽快升压建立循环、注氧升压，提高开工效率，减少压缩机空转时间。热水泵启动时功率最大，保证热水系统工作稳定，减少热水泵切换频次。风送系统罗茨风机运行时，送料停止要及时停止输送风机，减少送料风机空转运行时间。根据季节变化，及时调整分析仓通氮气量，及时关闭空调、厂房照明灯。计划更换高性能空冷器，应该结合装置实际情况，加大对设备的更新力度，选择性能好、能耗低的新型设备，以减少装置用电设备的电能损耗，提高装置经济效益。同时对装置的高能耗设备，可进行升级改造或者更换，达到降低能耗的目的。

2.2降低颗粒水系统脱盐水的损耗

提高装置的能源利用率，降低热水系统和颗粒水系统在脱盐水的损耗。在颗粒水槽上加装液位检测装置，与脱盐水补水控制阀形成操作回路，控制颗粒水槽的液位恒定，达到自动调节颗粒水槽的液位目的，彻底关闭颗粒水槽溢流，杜绝颗粒水槽溢流的长流水状态，每年能大幅减少脱盐水消耗量，降低颗粒水槽的脱盐水消耗。及时与供货商沟通，共同研究助剂的粘性、开口性、抗氧性等性能，对颗粒助剂进行品质优化，减少助剂在板式换热器内壁的滞留，控制为消除助剂和杂质层而大量消耗脱盐水。同时在颗粒水板式换热器部分设计安装脱垢系统，能在换热器运行中，根据需要及时进行除垢，达到清出板式换热器垢层的目的，使板式换热器的运行周期大幅增加。该系统的设计需要引进先进的技术，对制约瓶颈的设备进行彻底的升级改造，在换热器部分增加一个实时的污垢清理系统。该系统能降低脱盐水能耗，增加换热器运行周期，同时能够节省大量的水和蒸汽，对装置节能减耗意义重大。

2.3 减少氮气消耗的节能措施

高压聚乙烯装置运行过程中，分析仓通氮需要消耗大量的氮气，产生不必要的能源消耗，同时也造成了企业的经济损失，因此合理选择节能措施，降低氮气损耗。高压聚乙烯装置运行时分析仓可燃气体量超高，挥发性大，为提高分析仓的安全性，在分析仓设有通氮气阀门，根据分析仓进料量和可燃气体报警值，随时调整分析仓通氮气量。通过氮气控制阀及时调整通氮气量，切仓后将进料仓通氮阀开到10%阀位，当进料仓可燃气体浓度超过25%时，逐渐开大相应通氮阀阀位，保持进料仓可燃气体浓度在25%-35%范围内的前提下，阀位尽可能的少开，即：当浓度高于35% 时阀位开大；当浓度低于25%时阀位应关小。若可燃气体浓度超过 40%，要及时切换分析仓。切仓后随着非进料仓可燃气体浓度的降低，逐渐关相应通氮阀阀位，最终使阀关至0%。夏季气温较高时，分析仓温度达到53度时，要及时切换分析仓。对系统进行安全保护措施优化，增设可燃气体浓度检测和通氮气设备，同时在料仓底部通风管线加设控制总阀，确保事故状态下底部通风系统安全隔离。

2.4提高反应器的转化率主要从两个方面入手：

1.优化反应器热水系统的操作，根据不同的生产牌号，反应器热水系统的操作温度是有变化的，应针对不同的生产牌号摸索出最佳的热水操作温度，使反应器的冷却效果最佳，从而提高反应器的转化率。

2.提高超高压压缩机打气量，可以提高装置的产量，一般情况下，装置产量都和超高压压缩机打气量成正比的，即：超高压压缩机打气量提高，则产量提高，打气量降低，造成反应器负荷降低，则产量就会降低。

3 结论

通过对影响高压聚乙烯装置能耗的电能消耗，氮气消耗，脱盐水消耗进行分析科学论证，制定了安全可行的有效措施，通过对装置进行技能改造，降低装置的各项能耗，提高装置的产率，使装置的降本增效能力得到大幅的提升，有效提高装置工作性能，提高装置市场竞争力。