HDPE裝置擠壓造粒系統(tǒng)長周期運行淺析

韓楊（中沙（天津）石化有限公司天津300270）

1 造粒系統(tǒng)流程簡介

經(jīng)過高低壓閃蒸系統(tǒng)后的粉料，由粉料風機直接送入粉料倉。料倉底部的旋轉閥將粉料送出，然后經(jīng)由螺旋輸送器并摻加添加劑送入造粒機組，而后經(jīng)過混煉機混煉，熔融泵擠壓，進入切粒水室進行水下切粒。粒料由切粒水系統(tǒng)輸送至干燥器內，經(jīng)離心脫水干燥后進入振動篩送進粒料倉。

2 影響系統(tǒng)運行的主要因素

2.1.1 產品牌號的熔融指數(shù)

對同牌號產品來講，熔融指數(shù)低則料會過硬，熔融指數(shù)高則料會過軟，所以對于不同牌號，將熔融指數(shù)控制好就會有利于造粒機組的運行。

每次聚合反應開車時都會產生一些過渡料，這些粉料的熔融指數(shù)很不正常，這些粉料中有大量的分子量較高的長鏈高密度聚乙烯分子。這種分子量較高的粉料進入混煉機筒體后，混煉機機組的螺桿剪切力會很高，而且也很容易出現(xiàn)熔體不容易被送走，從而導致混煉機電機過載而停止運行。如果連鎖保護裝置未起作用，主電機將會燒毀，導致造粒長時間的停車，從而使整個裝置長時間停產。

生產過程中，熔體在造粒機組內的流動狀態(tài)直接影響到機組的正常運行。最直觀體現(xiàn)物料流動狀態(tài)的考慮參數(shù)為篩網(wǎng)前后的壓力，但是由于不同物料經(jīng)過不同目數(shù)的篩網(wǎng)后壓力變化不同，所以主要還是考慮篩網(wǎng)前的壓力。在產量及閘板閥開度不變的情況下，篩網(wǎng)前的壓力隨著熔融指數(shù)的增加而不斷下降。物料在機組內是以熔融狀態(tài)存在，可以視為黏性流體運動，從而其流量可以按照流體動力學公式求得。

Q=K△P/μ

公式中Q為造粒機組內熔體的總流量；K為常數(shù)（與螺桿的幾何常數(shù)有關）；△P為熔體的壓差；μ為熔體的粘度。

從公式我們可以更直觀的看出，當生產負荷不變的情況下（即Q為定值），隨著熔體的粘度μ的變小（熔融指數(shù)的升高），篩網(wǎng)前后的壓差△P也隨著變小。但是熔融指數(shù)與熔體粘度并非線性關系，當熔融指數(shù)降低時，篩網(wǎng)的壓差也會隨著升高，當升高到20MPa時，機組連鎖保護啟動，造粒機組停車。

2.1.2 應對的主要方法

由于每種產品牌號都有不同的熔融指數(shù)，而每次開車時的過渡料的熔融指數(shù)都不是很穩(wěn)定，所以在造粒機組開車時，在開車閥處拉料就能直觀的體現(xiàn)出不同熔融指數(shù)的物料的混煉程度。調節(jié)混煉程度的主要手段就是調節(jié)混煉機閘板閥的開度。邊拉料邊調節(jié)，直到流出的物料熔融狀態(tài)達要求后，造粒機組可以正常開車。

2.3.1 造粒機組進料

裝置早期生產時，生產波動會達到5-8t/h。這種大范圍的下料波動對機組本身有很大的損害，明顯的可以聽到機組運轉聲音較大，各方面的振動也都相對較高。機組的負荷不穩(wěn)定，這就意味著粉料進入混煉機時是脈動進料，混煉機螺桿所受到的剪切力波動也會較高。造粒機組的平穩(wěn)運行留下了一大隱患。

添加劑是保證產品質量的重要部分。它隨著粉料下料線一同進入到混煉機內。裝置早期生產過程中多次發(fā)生添加劑管線堵塞，甚至發(fā)生添加劑稱損壞的現(xiàn)象。若添加劑下料管線堵塞，添加劑不能及時加入到粉料中，造粒機組產出的粒料將變成不合格的產品。這直接影響到了產品的質量。

2.3.2 進料系統(tǒng)的改造措施

粉料下料是靠重力下料，下料的過程中粉料向下，管道中的氣體會向上并聚集在下料轉閥的入口處，當聚集的氣體到一定量時，汽包破裂，粉料就出現(xiàn)周期行的下料波動。由此可見，將轉閥入口處的氣體引走成為了解決問題的關鍵。在轉閥入口加裝一個排氣裝置，將聚集的這部分氣體再引入轉閥下的下料管線內。經(jīng)改造后，下料波動消除，造粒機組振動明顯變小，運行聲音也大幅降低。

添加劑系統(tǒng)的下料管線末端連接在粉料下料線上。本裝置常用的一種抗氧化劑1076的熔點為55℃，而下料管線的溫度為70℃左右。兩條管線的交界處，溫度會高于添加劑的熔點。這就造成了添加劑融化、粘聯(lián)最終堵塞整條添加劑管線。為避免這種情況，目前裝置已將添加劑下料管線改造，將管線直接引入螺旋進料器內（螺旋進料器頂部為常溫），避免了添加劑的高溫融化。改造后的管道使用效果明顯，從未出現(xiàn)過堵塞現(xiàn)象，保證了產品的質量。

2.4.1 換篩器篩網(wǎng)

在粉料生產過程中，難免會有一些雜質產生，而所有的雜質都會被攔截在換篩器的篩網(wǎng)處。當換篩器表面的雜質過多時，壓差也會有所增加。長時間不更換干凈的篩網(wǎng)也會導致熔體通過篩網(wǎng)困難，而在正常生產的過程中更換篩網(wǎng)是要降低將近一半的生產負荷的，這就直接導致了造粒系統(tǒng)的生產波動。在生產過程中這種操作很容易增加誤操作的機會，從而出現(xiàn)次生現(xiàn)象的造粒系統(tǒng)停車。

2.4.2 換篩器的主要應對措施

本裝置生產牌號多樣化，每個月都會有至少1次以上的停車切牌號機會。當篩網(wǎng)在使用過程中，壓差有明顯的上升趨勢或是經(jīng)過多次切換牌號后，都應在切牌號停車的機會時更換篩網(wǎng)。這樣就能確保不會在正常生產的過程中進行換篩網(wǎng)的操作。

2.5.1 換篩器后的模板

模板的主要可調因素只有一點：模板本身的溫度。本裝置的模板溫度是由高壓蒸汽加熱來進行控制，溫度達到200℃左右。模板本身直接與顆粒水接觸，而顆粒水的溫度一般控制在70℃左右。當生產熔融指數(shù)較低的產品時，堵塞模孔的幾率增加，開孔率會有明顯的下降，模頭的壓力會有明顯的升高，產品會出現(xiàn)大量的小粒子，而模頭壓力達到一定值后也會使造粒機組連鎖停車。

2.5.2 應對的主要方法

根據(jù)生產牌號的不同，適當?shù)恼{節(jié)模板的溫度，可以有效的保證熔體的流動率。當生產高熔融指數(shù)的產品時，為了降低熔體的流動性，保證較好的切粒效果，可以適當?shù)慕档湍０鍦囟龋粗嗳弧．斆看瓮＼嚽信铺柕臅r候也可以用一些清理模孔的專用工具對模板進行清理，這樣也能有效的提高模板的開孔率。

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