ZSK320擠壓造粒機(jī)在線自動(dòng)換網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
陳興鋒，牟 達(dá)，姚圣兵
(中國石油廣西石化公司，廣西欽州535000)
摘要：介紹了ZSK320系列擠壓造粒機(jī)的結(jié)構(gòu)，討論了SWZ7000換網(wǎng)器在換網(wǎng)過程中遇到的問題并提出了解決方法。通過采取調(diào)節(jié)擠壓造粒機(jī)負(fù)荷、調(diào)節(jié)筒體及模板溫度、清理換網(wǎng)器滑道并涂抹硅油、調(diào)整節(jié)流閥開度等措施，控制了熔融泵的進(jìn)出口壓差，從而提高了在線自動(dòng)換網(wǎng)的成功率，保證了擠壓造粒機(jī)的長周期連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：ZSK320擠壓造粒機(jī)；在線自動(dòng)換網(wǎng)；熔融泵進(jìn)出口壓差
中圖分類號(hào)：TQ051.9+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-9905(2018)10-0064-03
中國石油廣西石化公司生產(chǎn)四部聚丙烯車間采用德國Coperion公司20萬t·a-1的ZSK320系列擠壓造粒機(jī)，用的是SWZ7000換網(wǎng)器，換網(wǎng)器濾網(wǎng)是100目和150目的。本文對(duì)SWZ7000換網(wǎng)器在換網(wǎng)過程中遇到的問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決方法，包括調(diào)節(jié)擠壓造粒機(jī)負(fù)荷、調(diào)節(jié)筒體及模板溫度、清理換網(wǎng)器滑道并涂抹硅油、調(diào)整節(jié)流閥開度等，以控制熔融泵的進(jìn)出口壓差，從而提高在線自動(dòng)換網(wǎng)的成功率，保證擠壓造粒機(jī)的長周期連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。
1 ZSK320擠壓造粒機(jī)結(jié)構(gòu)
擠壓造粒系統(tǒng)由主電機(jī)及輔助電機(jī)（YM-7001）、主齒輪箱（YR-7001）、進(jìn)料料斗（Y-6211）、
筒體、節(jié)流開車閥（YM-7002）、熔融泵及電機(jī)（YM-7004）、換網(wǎng)器（Y-7005）、切粒機(jī)（Y-7007）、液壓油系統(tǒng)以及粒料處理系統(tǒng)等組成（圖1）。
圖1 擠壓造粒主要系統(tǒng)
擠壓機(jī)筒體共有9段，根據(jù)螺桿的捏合塊形式，分為輸送區(qū)、塑化區(qū)、混煉剪切區(qū)、脫氣區(qū)、均化區(qū)、加壓區(qū)。筒體采用冷、熱油系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)溫控制，其中第一段筒體采用的是循環(huán)水冷卻，且筒體驅(qū)動(dòng)端配有專用的WOODEX密封（螺桿密封），使用低壓氮?dú)庾鳛槊芊?。冷、熱油系統(tǒng)介質(zhì)均為導(dǎo)熱油，采用電加熱的方式，其中脫氣段導(dǎo)熱油筒體只有熱油系統(tǒng)，沒有冷油進(jìn)行調(diào)節(jié)，脫氣系統(tǒng)帶有3個(gè)脫氣罐和特殊設(shè)計(jì)的脫氣口。
節(jié)流開車閥（YM-7002）直接連接到最后一個(gè)混煉螺桿的截面上，調(diào)整內(nèi)置節(jié)流閥瓣，可以影響熔體能量的儲(chǔ)存或轉(zhuǎn)移到加工部分。節(jié)流閥瓣被設(shè)計(jì)成一個(gè)圓盤，兩個(gè)點(diǎn)繞著一個(gè)水平軸旋轉(zhuǎn)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行左右調(diào)整，在軸上設(shè)置的電位器決定節(jié)流瓣的位置指示。開車閥由1個(gè)閥體和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，在殼體中集成的啟動(dòng)閥由1個(gè)主軸和1個(gè)液壓旋轉(zhuǎn)動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，該主軸可開啟和關(guān)閉，被用來確定熔體的排放方向，開啟時(shí)，處理部分的熔體被排放
到地板上，以防止非規(guī)范熔體到達(dá)下游部件，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，熔體流動(dòng)到下游處理單元。
熔融泵位于開車節(jié)流閥后，其作用是增加物料壓力，滿足換網(wǎng)器和切粒機(jī)的壓力。熔融泵包括變頻電機(jī)、齒輪箱、齒輪泵等部分。其中齒輪箱設(shè)有潤滑油系統(tǒng)，帶有2臺(tái)油泵，1個(gè)油冷卻器，2個(gè)互為備用的油過濾器。齒輪泵本體帶有1套油溫控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)有油加熱和冷卻兩個(gè)系統(tǒng)。
在復(fù)合裝置中，需要通過篩網(wǎng)來過濾熱塑性熔體（圖2）。換網(wǎng)器（Y-7005）通過螺栓連接到擠壓機(jī)上下游單元，主要由3個(gè)部分組成：1）外殼，安裝在支座上。外殼上的冷卻板用于防止熔體從密封間隙流出，冷卻板與除鹽水冷卻水回路相連；2）滑板，安裝在外殼的座孔內(nèi)，滑板上有2個(gè)孔，各裝1個(gè)過濾網(wǎng)；3）支座，換網(wǎng)器安裝在支座上，由支座吸收換
網(wǎng)器因熱膨脹產(chǎn)生的軸向位移。支座的裝配面決定換網(wǎng)器軸向的精確對(duì)準(zhǔn)，用固定器將支座錨固在基礎(chǔ)上；4）滑動(dòng)門，上裝有機(jī)械鎖，由按鍵傳遞系統(tǒng)控制關(guān)閉的門位置，只有當(dāng)所有滑門都關(guān)閉時(shí)，才能移動(dòng)滑板。
圖2 換網(wǎng)器結(jié)構(gòu)
如圖3所示，每個(gè)過濾網(wǎng)片包括以下組件：網(wǎng)芯固定板、支撐架、網(wǎng)芯。經(jīng)過高溫加熱后，液壓缸能在3s內(nèi)將滑板移至對(duì)面位置。切換時(shí)，滑動(dòng)板由液壓缸沿橫向向熔體流動(dòng)方向移動(dòng)，滑動(dòng)板從一個(gè)過濾器插入到另一個(gè)過濾器內(nèi)完成過濾網(wǎng)切換，移動(dòng)滑板所需的動(dòng)力由單獨(dú)安裝的液壓單元提供。
圖3 濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)
聚丙烯熔融物料從換網(wǎng)器流入到模板，切粒機(jī)（Y-7007）的旋轉(zhuǎn)切刀將模板孔流出的物料在模板表面切成均勻的顆粒。切粒水從下部流入到切粒水室，顆粒被切粒水冷卻后隨切粒水流到離心式干燥器進(jìn)行干燥分離。干燥分離后的物料進(jìn)入振動(dòng)篩（Y-7013）進(jìn)行分級(jí)篩檢，合格的物料進(jìn)入擠壓機(jī)組出料料斗后，通過風(fēng)送系統(tǒng)送到合格料倉，然后送到庫房進(jìn)行包裝。經(jīng)干燥器分離下來的切粒水，經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入切粒水箱（D-7008）循環(huán)使用。
2 ZSK320在線自動(dòng)換網(wǎng)出現(xiàn)的問題及解決方法
2.1 在線自動(dòng)換網(wǎng)遇到的問題
自2010年9月擠壓造粒機(jī)組投入運(yùn)行開始，由于種種原因，一直無法實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)換網(wǎng)。2013年3月大檢修期間，邀請(qǐng)Coperion工程師對(duì)換網(wǎng)器進(jìn)行了調(diào)試，仍未能實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)換網(wǎng)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)有以下幾方面的原因：1）動(dòng)力不足，換網(wǎng)器液壓油系統(tǒng)儲(chǔ)能器的壓力不夠，導(dǎo)致切換速度慢；2）液壓換向系統(tǒng)動(dòng)作慢，液壓油臟，導(dǎo)致電磁閥卡塞；3）換網(wǎng)器液壓缸內(nèi)部活塞的密封件損壞；4）最主要的原因，是每次換網(wǎng)過程中都會(huì)出現(xiàn)熔融泵進(jìn)出口壓差（PD41420/PV）高報(bào)聯(lián)鎖（20.787MPa），導(dǎo)致停車。
2.2 解決方法
2.2.1 換網(wǎng)器液壓油系統(tǒng)的解決方案
1）在2016年大檢修期間，對(duì)儲(chǔ)能器進(jìn)行了檢查，消除了接管漏點(diǎn)，保持壓力維持在正常范圍之內(nèi)，離線切換動(dòng)作快速靈活；
2）更換整個(gè)系統(tǒng)的液壓油，清理油箱并更換液壓油過濾器，保證整個(gè)液壓油系統(tǒng)干凈；
3）更換了換向電磁閥，保證切換順暢；
4）對(duì)換網(wǎng)器液壓油缸內(nèi)部活塞密封件進(jìn)行了檢查和更換。
2.2.2 熔融泵進(jìn)出口壓差高報(bào)聯(lián)鎖停車的解決方案
由大量的換網(wǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PD41411/PV和PD41421/PV兩個(gè)壓力信號(hào)在換網(wǎng)過程中基本不會(huì)出現(xiàn)單獨(dú)觸發(fā)聯(lián)鎖停車的情況，絕大多數(shù)情況都是熔融泵進(jìn)出口壓差（PD41420/PV）高報(bào)導(dǎo)致聯(lián)鎖停車。同時(shí)，對(duì)PD41420/PV的壓力趨勢圖進(jìn)行認(rèn)真分析后發(fā)現(xiàn)，從換網(wǎng)開始到PD41420/PV采集到換網(wǎng)壓力峰值，這之間大概有3~5s的時(shí)間延遲，如果壓力的峰值在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)越快通過，那么在線自動(dòng)換網(wǎng)的成功率就會(huì)越高；反之，如果超過5s或以上，那么換網(wǎng)成功率就會(huì)很低，甚至?xí)?dǎo)致?lián)Q網(wǎng)失敗。因此，熔融泵進(jìn)出口壓差（PD41420/PV）大概有3~5s左右的時(shí)間，讓切換過濾網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生的壓力峰值通過，如果在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，切換過濾網(wǎng)的壓力峰值還未通過，且超過了PD41420/PV的連鎖邏輯值，勢必會(huì)造成在線自動(dòng)換網(wǎng)的失敗。因此我們考慮通過兩個(gè)途徑來提高在線自動(dòng)換網(wǎng)的成功率：一是在切換過程中通過調(diào)節(jié)擠壓造粒機(jī)的各參數(shù)，保證在切換過程中，熔融泵進(jìn)出口壓差峰值（16.87MPa）不超過邏輯聯(lián)鎖值（表1）；二是在切換過程中，使熔融泵進(jìn)出口壓差峰值在采集波峰信號(hào)的延遲時(shí)間內(nèi)快速通過，使得PD41420/PV采集到的是波峰后的數(shù)據(jù)，保證采集到的壓力值不超過邏輯連鎖值。
表1 L5E89在線自動(dòng)換網(wǎng)前后參數(shù)對(duì)照表
從以上兩點(diǎn)可以看出，要想提高在線自動(dòng)換網(wǎng)的成功率，一方面要提高在線換網(wǎng)的速率，另一方面要降低換網(wǎng)過程中熔融泵進(jìn)出口壓差的峰值。目前我們采取的措施有：
1）提前4h將備用濾網(wǎng)安裝到位，測量過濾網(wǎng)安裝口平面尺寸，確保完全安裝入內(nèi)，保證備用過濾網(wǎng)預(yù)熱正常，并提前0.5h關(guān)閉換網(wǎng)器冷卻水，提高備用濾網(wǎng)的溫度，降低物料通過濾網(wǎng)時(shí)的阻力，從而降低熔融泵進(jìn)出口壓差；
2）清理換網(wǎng)器滑道，涂抹上硅油，保持滑道的清潔，便于滑道在切換時(shí)快速通過，從而提高換網(wǎng)速率；
3）根據(jù)不同的生產(chǎn)牌號(hào)和熔融指數(shù)，調(diào)整節(jié)流閥開度和生產(chǎn)負(fù)荷，保證熔體具備一定的穿透速率。需要注意的是，節(jié)流閥開度和生產(chǎn)負(fù)荷的控制需要根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，負(fù)荷過高，熔融泵前后壓差會(huì)上升，負(fù)荷過低，則會(huì)對(duì)穿透速率造成一定影響。另外還可以適當(dāng)提高筒體導(dǎo)熱油溫度和模板溫度，增加熔體的流動(dòng)性，降低流體阻力。
3 結(jié)論
本文對(duì)擠壓造粒機(jī)在線自動(dòng)換網(wǎng)時(shí)遇見的問題進(jìn)行探討，得出結(jié)論，要想提高在線自動(dòng)換網(wǎng)的成功率，一是要調(diào)節(jié)各參數(shù)，降低換網(wǎng)過程中熔融泵進(jìn)出口壓差的峰值；二是要提高在線換網(wǎng)的速率，讓熔融泵進(jìn)出口壓差的峰值盡快通過，使得PD41420/PV采集到的數(shù)據(jù)不超過邏輯連鎖值。總的來說就是保證換網(wǎng)器的換網(wǎng)速率，并通過調(diào)節(jié)擠壓機(jī)的生產(chǎn)負(fù)荷、節(jié)流閥開度、熔體溫度等，使得在減少熔體阻力的同時(shí)，又讓其保持一定的穿透速率，能夠快速通過切換過來的備用過濾網(wǎng)，從而提高在線自動(dòng)換網(wǎng)的成功率。
參考文獻(xiàn)：
[1]閆曉東.CWPZSK350擠壓機(jī)運(yùn)行優(yōu)化控制[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013(13)：77-78.
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