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聚丙烯装置挤压造粒机运行问题分析及处理
- 2020-10-28 12:54-

  聚丙烯装置挤压造粒机运行问题分析及处理_能源/化工_工程科技_专业资料。聚丙烯装置挤压造粒机运行故障分析及处理 刘利 1 常娟 2 李强 2 (1.玉门海外项目乍得炼厂聚丙烯车间;2. 玉门炼化总厂聚丙烯车间) 挤压造粒机是聚丙烯装置粒料产品转化的重要机组,它集机、电、

  聚丙烯装置挤压造粒机运行故障分析及处理 刘利 1 常娟 2 李强 2 (1.玉门海外项目乍得炼厂聚丙烯车间;2. 玉门炼化总厂聚丙烯车间) 挤压造粒机是聚丙烯装置粒料产品转化的重要机组,它集机、电、仪高度一体化,自动化程度 高,因此在运行过程中常会出现一些难以诊断的故障,影响装置的正常生产。 乍得恩贾梅纳炼油有限公司聚丙烯装置采用的是德国 Coperion 下属 BKG 公司制造的 ZSK133 型 挤压造粒机组,从 2010 年 8 月开工至今,发生过一系列故障停车事件。针对聚丙烯装置挤压造粒 机出现过的故障进行原因分析,制定相应的解决措施,并从中总结出规范性的操作,优化了造粒机 的操作,减少了停车事件的发生,保障了装置的长周期运行。 1 挤压造粒机简介 乍得恩贾梅纳炼油有限公司聚丙烯装置挤压造粒机是由德国 Coperion 下属 BKG 公司制造的 ZSK133 型双螺杆同向啮合型挤压机,主要由主电机、减速箱、筒体、开车阀、换网器、水下切粒 机等部分组成,其作用是将聚丙烯粉料与添加剂均匀混合,加热、融熔、混炼、挤压和切粒,负责 将聚丙烯从粉料转化成成品料的工艺过程。 振动筛 下料称 添加剂计量称 干 燥 器 在线混合器 加料口 主电机 减速箱 筒体 切粒水室 开车阀 切粒机 切粒小车 图 1 挤压造粒机组流程简图 挤压造粒机组流程见图 1。同向啮合的双螺杆由主电机驱动,经过减速器二级转速输出,聚丙 烯粉料和添加剂由计量秤计量后经过在线混合加入到挤压机中, 产品在筒体中经过加热融化、混 炼均化,经模板模孔被挤压成股出来,由切粒机在切粒水室进行水下切粒,聚合物粒料被切粒水带 走,再经过干燥、筛分等过程送入粒料成品料仓。 2 挤压造粒机常见运行故障 2.1 开车时进刀位置异常 开车时合上切粒机后,刀轴没有前进到磨刀正常时的位置,这样在切刀和模板之间就存在一个 较大的空隙。当熔融聚合物料挤出模孔后,如果切刀不够锋利,就会产生垫刀从而引起切粒机扭矩 高报停车。刀轴没有前进到位,除去机械方面的原因,问题还是出在液压油系统上。更换切粒机的 液压油,并对系统循环排气。同时适当提高开车时进刀压力设定值和切刀的转速。每个模孔的出料 量一般要求开车时大于 10kg/h,正常生产时大于 15kg/h,开车时通过快速提高产量,保证模孔出 料速度,在磨刀效果明显的情况下,可以将开车时产生的垫刀料甩开,使刀轴回到正常位置。 2.2 开车后模板成膜故障 在磨刀效果明显的情况下,造粒开车后产生大量大块料,造成切粒机扭矩高报停车。脱开切刀 后发现模板表面一层聚合物薄膜。聚合物薄膜贴在模板表面且有被压实的现象,有两种可能:一是 切刀到位后被模板熔融出料顶开,刀轴后退,聚合物在模板和切刀之间空隙被压实形成薄膜;二是 切刀还没有到位,熔融料已经出料,造成切刀无法前进到位,压实聚合物在模板上形成薄膜。若是 第一种情况,可检查切刀和润滑油系统,确保切刀的锋利,润滑油系统排气充分且润滑油量充足。 若是第二种情况,要正确调整切刀、聚合物和切粒水到模板的时间。经过分析,我们将切粒机开车 阀切直通的时间向后延迟了一点,这样就相当于延迟了聚合物熔融料出料时间,保证了切刀到位后 再进行切粒,问题得到较好解决。 2.3 聚丙烯粒料不规则 聚丙烯装置根据市场需求生产多种牌号,在正常生产过程中需要进行牌号切换,这样就引起造 粒机生产工况的改变,从而产生一些异常的现象。在装置生产低融指粒料过程中产生较多细粒,并 且聚丙烯产品颗粒不规则,分析其原因是在产品融熔、混炼过程中有一定的高聚物粉料混在聚丙烯 产品中进入挤压造粒单元。这些高聚物融指较低,不易混炼完全,当造粒产量低或生产波动特别是 造粒机处于低速档运行时,就可能由于出料流速过低而堵塞模孔,从而产生大量细粒和造成产品颗 粒不规则。 针对这种问题,我们可以适当提高造粒筒体温度和模板温度,增强物料的流动性能;关小切粒 节流阀,提高切粒机的混炼程度;并且及时调高切粒机的切刀转速,保证切粒质量。 2.4 摩擦离合器故障 挤压机通过摩擦离合器作为安全部件来传递主电机和主减速器之间的扭矩, 一旦挤压机的负荷 超过摩擦离合器的承载能力,就会出现摩擦离合器打滑使主机联锁停车。摩擦离合器打滑脱开造成 造粒停车的原因有: (1)聚合物熔融不好,加热不充分,产量过大造成阻力过大,导致主电机扭矩 升高; (2)筒体内有金属物使螺杆卡塞; (3)摩擦离合器损伤; (4)齿轮箱润滑油油温过低,油粘 度增大; (5)摩擦离合器空气压力过低。 针对以上原因总结出解决措施: 停车后用四氯化碳清洗剂清洗摩擦离合器,保证摩擦盘和摩 擦片表面清洁。再次开车过程中运行辅助电机,并通过间断性的下料,充分置换筒体内物料,保持 辅助电机在一个较低的扭矩启动主电机。 在停车后及时投用主电机和主减速器润滑油系统的电加热 器,必要时停止循环冷却水,保持润滑油温度。最后视情况可稍微提高摩擦离合器的空气压力。 3 挤压造粒机常见故障的处理 3.1 磨刀程序运行故障处理(新刀) 磨刀程序运行的好坏,直接关系到造粒开车成功率和切刀切粒效果。磨刀效果明显是机组长周 期运行的保证。通过多次的试验总结,我们的出了一套执行磨刀程序的操作。磨刀前将进刀压力设 定在 50~52bar 之间,切刀转速设定 500~560rpm,启动磨刀程序,刀与模板贴合后,切粒机扭矩 应该在 25-30%左右。 切刀位移随着磨刀时间的延长正常的前进, 此时进刀压力应控制在 56~50bar 之间、切刀转速控制在 580~500rpm 之间,由高到低依次在一定的压力和转速之间各磨 5 分钟左 右。当进刀压力和切粒机转速降至 50bar 和 500rpm 时维持运行,此时扭矩由 30%左右开始逐渐下 降至 25%以下,并且切刀磨损量在 0.2mm 左右,刀轴位置在 1.05~1.2mm 之间,说明刀已磨好。 小车脱开后,检查模板,模头上所有出料孔处于研磨区域内,模板面应该光亮洁净,所有切粒刀片 的研磨形状都是均匀的,用手感觉切刀应该锋利。 在磨刀过程中有时会遇到一些异常情况,大多是切刀与模板不能完全贴合的原因。若启动磨刀 程序后扭矩达不到 29%以上,则可考虑用增加进刀压力的方法来使刀与模板贴合。具体方法主要 是把进刀压力由 50bar 直接提至 58bar, 观察刀轴是否前进。 如此反复多次直至扭矩升高到经验值。 此时切刀转速应控制在 580rpm 左右即可免扭矩失真。如果这种方法还不能使切刀与模板贴合,建 议换新刀,重新磨刀。 3.2 正常运行中垫刀的原因及处理 在切粒机正常运行过程中的垫刀主要发生在牌号切换和抗氧剂失量时。 分析原因是聚合物熔指 在短时间内发生大的变化,造成挤压机筒体内聚合物流速过快,导致短时间不能保持充满状态,从 而使一部分模孔不能保持正常的出料,切粒水冲入模孔,等到该部分模孔出料时,高温的聚合物与 水结合产生爆破现象,从而造成垫刀,进而使切粒机扭矩升高而停车。另外由于出料不稳定,部分 的模孔“冻住”堵塞,则造成剩余模孔出料速度快,也可能导致垫刀而切粒机扭矩升高停车。 如何防止垫刀: (1)由低熔指到高熔指切换时应该及时调整节流阀的开度,并做相应的温度调整。熔融指数在 8~15g/10min, 负荷在 3t/h 左右时, 节流阀开度维持在 30~35 度之间; 熔融指数在 15~25 g/10min 左右,负荷在 3t/h 左右时,开度维持在 35~40 度之间。在用高指数的料开工时节流阀开度应保持 35 以上。 (2)在抗氧剂失量时应及时启动备用抗氧剂加料,并及时提高切粒机转速。 (3)负荷大幅调整时应及时调整节流阀开度。在低于 2.5t/h 时保持在 30 度以上的开度,防止 筒体不能被充满。 (4)在向上调整负荷时,要首先提高切刀的转速,稳定后再相应调整节流阀的开度。 3.3 合理投用切粒机的锁刀装置 切粒机的锁刀装置的作业是限制切刀刀轴向模板方向的运动。 对于没有投用切刀锁定装置的切 粒系统,切刀位移将随着产量、进刀压力的波动而波动,如果负荷大幅度降低或者模孔大量堵塞, 聚合物出料量将大幅降低,就可能造成进刀过速从而引起切刀磨损量过大,影响切刀的寿命。 投用锁刀装置,通过人为控制切刀的磨损量,可以有效的延长切刀的寿命。在切粒机开车切粒 正常后,可投用锁刀装置,旋紧锁定螺母,设定好进刀压力使切刀的磨损量控制为定值。在切粒机 运行过程中,要定期松开锁定螺母,使切刀按照规定的磨损量前进。正常运行过程中,需要定期观 察颗粒的外观, 如果出现尾巴料或者葡萄料等, 说明切刀已钝, 可以松开锁定螺母, 提高进刀压力, 控制切刀磨损量,直至颗粒外观恢复正常。在出现垫刀等切粒机扭矩异常升高的情况下,需要立即 松开锁定螺母,按照垫刀故障处理程序及时处理。切刀锁定装置在停工时要松开锁定螺母,待开工 正常后及时投用。 4 结论 挤压造粒机组是聚丙烯装置的重要设备,机组故障停车处理时间过长,就会影响整套聚丙烯装 置的正常运行,大大降低生产经济效益。因此将日常生产过程中出现的问题总结归纳,对日常操作 进行规范化,从而为以后处理机组问题提供可靠依据,对挤压造粒平稳运行起到至关重要作用;乍 得恩贾梅纳炼油有限公司聚丙烯装置挤压造粒机经过优化运行,实现了连续运行 90 天不停车的最 好历史纪录。