论文部分内容阅读
摘 要：通过对四川石化聚丙烯装置挤压造粒机在正常生产过程中出现异常停车情况的探讨，从一些停车事例中总结出异常停车的原因，包括工艺、设备、仪表、电气等出现故障对挤压机平稳运行造成的影响，并给出相关的解决方案和消除故障的方法，供专业人员参考。
关键词：挤压机；PP；热油；熔融泵
中国石油四川石化公司生产五部聚丙烯装置是亚洲单套生产能力最大（45万吨每年）的聚丙烯树脂颗粒生产企业。该装置选用的是德国CWP公司生产的ZSK380捏合型同向旋转双螺杆挤压机，以美国DOW公司UNIPOL聚丙烯工艺为主导，生产出的粉料加之不同种类及比例的添加剂混合后输送至挤压造粒机组制成PP颗粒，通过单独的热油系统加热（控制温度200至240℃）。工艺和设备操作复杂精准度高。
挤压机构造介绍：主要有主电机、主齿轮箱、辅助电机、进料料斗、筒体（11段）、节流阀、开车阀、熔融泵及电机、换网器、切粒机、液压油系统。另外还有相关辅助设备（粒料脱盐水输送泵、离心干燥器、抽湿风机、振动筛、添加剂系统、PP成品颗粒风送系统和成品料仓），共同组成挤压造粒系统。
正常生产过程中所有相关系统运行正常并且可以达到要求的产率，最多能生产出124牌号的合格品。但若出现异常情况引发挤压机停车则可能影响整个聚丙烯装置的平稳运行使装置全面停车造成经济损失。
经过多年的经验摸索，对造成挤压机组停车的原因进行了分析并做出了相关解决方案具体内容如下：
一 挤压机排气段漏料停车情况
在生产过程中，如发现挤压机筒体排气段（第9段筒体）有熔融树脂流出，应立即停车。果断采取措施，处理方法为将排气段暂时拆除并且安装盲板。出现此情况可能是由于挤压机熔融泵未安装，挤压机筒体长期处于高压力状态下工作（不安装熔融泵筒体压力15.0Mpa，熔融泵安装后筒体压力3.0Mpa），该操作压力虽在正常操作压力范围内，但长期运行使得排气段处垫片破损，造成物料泄漏。若不想出现此类情况必须做到以下几点预防措施：
1、完成熔融泵的安装；
2、在熔融泵未安装前，增加挤压机滤网更换的频率，降低滤网压差，从而降低筒体压力；
3、保证挤压机进料平稳，避免大幅度、快速提高下料量；
4、在保证树脂充分熔融的情况下，尽可能增大节流阀开度；
5、加强监控及巡检。
二 挤压机在线换网时联锁停车情况
若操作人员在挤压机在线换网时，换网器保护门锁位置信号误报，将会造成挤压机连锁停车。处理方法为尽快为挤压机解模排空筒体物料，在停车状态下尽快换网从新组织开车。
聚丙烯挤压机换网器有上下两个滑杆，共计四个滤网组成。正常生产时上下滑杆各投用一个滤网，当滤网压差高或需要更换不同目数的滤网时，则需要进行滤网在线切换。出现换网失败联锁停车的情况是因为换网器换网时，由于液压油压力高（换网时液压油压力可达到24MPa），管线及换网器保护门振动较大，而保护门锁位置信号灵敏，稍有偏移信号就会丢失，门锁位置信号一旦丢失，处于保护目的，液压油系统会自动泄压，导致换网器滤网不能更换到合适位置，造成挤压机联锁停车。此类情况的预防措施如下：
1、尽可能在挤压机停车期间安排滤网切换；
2、正常生产时切换前尽量降低挤压机负荷，减小切换阻力；
3、切换滤网前将滑杆清理干净，保证滑动时阻力最小；
4、建议将门锁保护信号作为报警，不参与联锁。
三 挤压机熔融泵齿轮箱润滑油压力低联锁停挤压机
倘若熔融泵齿轮箱润滑油压力突然降低，仪表自保联锁启动造成挤压机停车。此类情况一旦发生必须及时对挤压机解模，清理模板，排空筒体物料。重新组织开车。挤压机熔融泵齿轮箱润滑油系统由两台油泵G-7081、G-7082及相关附件组成，正常生产时两台油泵为一开一备状态。当润滑油供油压力低报时（0.10MPa）若备用泵为“自动”状态则自动启动（若为手动状态则不会自启），期间若压力恢复，则原运行泵停止。熔融泵齿轮箱润滑油压力一直较低且有较大波动，备用泵自启，原运行泵停止后供油压力持续下降，低低报警（0.07MPa）联锁熔融泵停，造成挤压机联锁停车。此类情况可能是备用泵出口手阀未开到位，流程不畅通。通过经验教训可以发现：
1、若为相互自启的机泵，必须保证现场流程畅通，每台机泵时刻应处于完好备用状态。
2、在做任何操作前，必须确保工艺流程正确无误；
3、机泵相互自启的，必须确认联锁逻辑状态能在关键时刻正确启动
四、挤压机熔融泵入口压力低联锁停挤压机
正常生产过程中，若挤压机熔融泵吸入口压力波动太大则可能造成联锁停挤压机。此类停车情况的发生原因比较复杂，即可能是熔融泵设备自身原因也可能因为聚合生产过程中的催化剂用量和活性等情况引起。所以在安装熔融泵后对其吸入口压力设定要特别谨慎防止压力波动太大（压力设定为2.0～2.6MPa）。生产时通过调节熔融泵转速来控制入口压力。低报警设定0.5MPa高报警为5MPa并有停车联锁。若为装置初期开车，聚合单元采用的催化剂造成粉料粒径大，堆密度低，加之粉料下料旋转阀S-5015转速有波动，因此进入挤压机粉料量不稳定，并且熔融泵刚安装完，吸入口压力控制PID参数整定也不是很准确，而压力低报只有2秒延时就联锁熔融泵停车，因此一旦压力波动（低报）则很难调整过来。为防止此类情况的发生必须采取以下措施：
1、保证挤压机进料平稳，避免大幅度、快速提高或降低进料；
2、调整控制器PID参数；
3、在熔融泵允许范围内将低报延时至30秒或更长；
4、聚合采用国产催化剂，粉料堆密度大，挤压机进料稳定，熔融泵吸入口压力也稳定。
五、挤压机振动筛停联锁挤压机停车
生产中若挤压机振动筛Y-7013由于电机接线断裂造成振动筛停车，则联锁挤压机停车。此类情况多为电气设备或者配件故障，一旦发生此情况必须挤压机停车后及时解模，清理模板，排空筒体物料。联系电气人员，Y-7013重新接线。重新组织开车，将Y-7013旁路，颗粒走跨线流程。重新接线完成后启动Y-7013，运行2小时，确认正常后切入系统。
聚丙烯装置挤压机振动筛Y-7013主要用来将离心干燥器干燥后的聚丙烯树脂颗粒进行筛分，剔除不合格颗粒。正常时Y-7013由两台电机异向旋转产生竖直方向振动，颗粒从进料口被横向振动到出料口，颗粒移动过程中通过里面不同规格的筛网完成筛分。为保证颗粒有效筛分且横向移动时不堆积在振动筛中，振动筛有比较大的振动位移，因此电机接线处长期处于振动状态中，长时间运转，接线处电源线疲劳断裂或接线固定螺栓松动造成接线脱落，都会导致振动筛停车，从而造成挤压机停车。若想尽量减少发生此类情况的必须做到以下几点：
1、加强巡检，及时发现电机或电机接线的异常；
2、接线处固定螺栓采用雙螺母或防松动螺母，避免螺栓松动；
3、定期将振动筛切出，停车检查确认正常后再并入系统；
结束语
通过对四川石化聚丙烯装置挤压机故障的分析与研究，不仅体现出工艺、设备、仪表和电气等因素对挤压机平稳运行的影响，还可以用相关的处理方法满足降低挤压造粒系统发生故障问题的频次，为装置能够长周期平稳运行打下坚实基础。
（作者单位：1 重庆川仪公司；2 四川石化公司生产五部）
关键词：挤压机；PP；热油；熔融泵
中国石油四川石化公司生产五部聚丙烯装置是亚洲单套生产能力最大（45万吨每年）的聚丙烯树脂颗粒生产企业。该装置选用的是德国CWP公司生产的ZSK380捏合型同向旋转双螺杆挤压机，以美国DOW公司UNIPOL聚丙烯工艺为主导，生产出的粉料加之不同种类及比例的添加剂混合后输送至挤压造粒机组制成PP颗粒，通过单独的热油系统加热（控制温度200至240℃）。工艺和设备操作复杂精准度高。
挤压机构造介绍：主要有主电机、主齿轮箱、辅助电机、进料料斗、筒体（11段）、节流阀、开车阀、熔融泵及电机、换网器、切粒机、液压油系统。另外还有相关辅助设备（粒料脱盐水输送泵、离心干燥器、抽湿风机、振动筛、添加剂系统、PP成品颗粒风送系统和成品料仓），共同组成挤压造粒系统。
正常生产过程中所有相关系统运行正常并且可以达到要求的产率，最多能生产出124牌号的合格品。但若出现异常情况引发挤压机停车则可能影响整个聚丙烯装置的平稳运行使装置全面停车造成经济损失。
经过多年的经验摸索，对造成挤压机组停车的原因进行了分析并做出了相关解决方案具体内容如下：
一 挤压机排气段漏料停车情况
在生产过程中，如发现挤压机筒体排气段（第9段筒体）有熔融树脂流出，应立即停车。果断采取措施，处理方法为将排气段暂时拆除并且安装盲板。出现此情况可能是由于挤压机熔融泵未安装，挤压机筒体长期处于高压力状态下工作（不安装熔融泵筒体压力15.0Mpa，熔融泵安装后筒体压力3.0Mpa），该操作压力虽在正常操作压力范围内，但长期运行使得排气段处垫片破损，造成物料泄漏。若不想出现此类情况必须做到以下几点预防措施：
1、完成熔融泵的安装；
2、在熔融泵未安装前，增加挤压机滤网更换的频率，降低滤网压差，从而降低筒体压力；
3、保证挤压机进料平稳，避免大幅度、快速提高下料量；
4、在保证树脂充分熔融的情况下，尽可能增大节流阀开度；
5、加强监控及巡检。
二 挤压机在线换网时联锁停车情况
若操作人员在挤压机在线换网时，换网器保护门锁位置信号误报，将会造成挤压机连锁停车。处理方法为尽快为挤压机解模排空筒体物料，在停车状态下尽快换网从新组织开车。
聚丙烯挤压机换网器有上下两个滑杆，共计四个滤网组成。正常生产时上下滑杆各投用一个滤网，当滤网压差高或需要更换不同目数的滤网时，则需要进行滤网在线切换。出现换网失败联锁停车的情况是因为换网器换网时，由于液压油压力高（换网时液压油压力可达到24MPa），管线及换网器保护门振动较大，而保护门锁位置信号灵敏，稍有偏移信号就会丢失，门锁位置信号一旦丢失，处于保护目的，液压油系统会自动泄压，导致换网器滤网不能更换到合适位置，造成挤压机联锁停车。此类情况的预防措施如下：
1、尽可能在挤压机停车期间安排滤网切换；
2、正常生产时切换前尽量降低挤压机负荷，减小切换阻力；
3、切换滤网前将滑杆清理干净，保证滑动时阻力最小；
4、建议将门锁保护信号作为报警，不参与联锁。
三 挤压机熔融泵齿轮箱润滑油压力低联锁停挤压机
倘若熔融泵齿轮箱润滑油压力突然降低，仪表自保联锁启动造成挤压机停车。此类情况一旦发生必须及时对挤压机解模，清理模板，排空筒体物料。重新组织开车。挤压机熔融泵齿轮箱润滑油系统由两台油泵G-7081、G-7082及相关附件组成，正常生产时两台油泵为一开一备状态。当润滑油供油压力低报时（0.10MPa）若备用泵为“自动”状态则自动启动（若为手动状态则不会自启），期间若压力恢复，则原运行泵停止。熔融泵齿轮箱润滑油压力一直较低且有较大波动，备用泵自启，原运行泵停止后供油压力持续下降，低低报警（0.07MPa）联锁熔融泵停，造成挤压机联锁停车。此类情况可能是备用泵出口手阀未开到位，流程不畅通。通过经验教训可以发现：
1、若为相互自启的机泵，必须保证现场流程畅通，每台机泵时刻应处于完好备用状态。
2、在做任何操作前，必须确保工艺流程正确无误；
3、机泵相互自启的，必须确认联锁逻辑状态能在关键时刻正确启动
四、挤压机熔融泵入口压力低联锁停挤压机
正常生产过程中，若挤压机熔融泵吸入口压力波动太大则可能造成联锁停挤压机。此类停车情况的发生原因比较复杂，即可能是熔融泵设备自身原因也可能因为聚合生产过程中的催化剂用量和活性等情况引起。所以在安装熔融泵后对其吸入口压力设定要特别谨慎防止压力波动太大（压力设定为2.0～2.6MPa）。生产时通过调节熔融泵转速来控制入口压力。低报警设定0.5MPa高报警为5MPa并有停车联锁。若为装置初期开车，聚合单元采用的催化剂造成粉料粒径大，堆密度低，加之粉料下料旋转阀S-5015转速有波动，因此进入挤压机粉料量不稳定，并且熔融泵刚安装完，吸入口压力控制PID参数整定也不是很准确，而压力低报只有2秒延时就联锁熔融泵停车，因此一旦压力波动（低报）则很难调整过来。为防止此类情况的发生必须采取以下措施：
1、保证挤压机进料平稳，避免大幅度、快速提高或降低进料；
2、调整控制器PID参数；
3、在熔融泵允许范围内将低报延时至30秒或更长；
4、聚合采用国产催化剂，粉料堆密度大，挤压机进料稳定，熔融泵吸入口压力也稳定。
五、挤压机振动筛停联锁挤压机停车
生产中若挤压机振动筛Y-7013由于电机接线断裂造成振动筛停车，则联锁挤压机停车。此类情况多为电气设备或者配件故障，一旦发生此情况必须挤压机停车后及时解模，清理模板，排空筒体物料。联系电气人员，Y-7013重新接线。重新组织开车，将Y-7013旁路，颗粒走跨线流程。重新接线完成后启动Y-7013，运行2小时，确认正常后切入系统。
聚丙烯装置挤压机振动筛Y-7013主要用来将离心干燥器干燥后的聚丙烯树脂颗粒进行筛分，剔除不合格颗粒。正常时Y-7013由两台电机异向旋转产生竖直方向振动，颗粒从进料口被横向振动到出料口，颗粒移动过程中通过里面不同规格的筛网完成筛分。为保证颗粒有效筛分且横向移动时不堆积在振动筛中，振动筛有比较大的振动位移，因此电机接线处长期处于振动状态中，长时间运转，接线处电源线疲劳断裂或接线固定螺栓松动造成接线脱落，都会导致振动筛停车，从而造成挤压机停车。若想尽量减少发生此类情况的必须做到以下几点：
1、加强巡检，及时发现电机或电机接线的异常；
2、接线处固定螺栓采用雙螺母或防松动螺母，避免螺栓松动；
3、定期将振动筛切出，停车检查确认正常后再并入系统；
结束语
通过对四川石化聚丙烯装置挤压机故障的分析与研究，不仅体现出工艺、设备、仪表和电气等因素对挤压机平稳运行的影响，还可以用相关的处理方法满足降低挤压造粒系统发生故障问题的频次，为装置能够长周期平稳运行打下坚实基础。
（作者单位：1 重庆川仪公司；2 四川石化公司生产五部）