聚乙烯添加劑給料系統使用淺談

許兆權，徐 陽，張志強

（1.中國石油吉林石化公司乙烯廠，吉林吉林 132022；2.中國石油吉林石化公司合成樹脂廠，吉林吉林 132022）

0 前言

某工廠聚乙烯生產流程如下：反應單元生產出來的粉料，經干燥單元充分干燥后，送至給料系統；給料系統按照設定的主物料及各添加劑的配比進行稱重，并將匯集的物料送至造粒單元；造粒單元生產的顏色和形狀均滿足要求的固態粒料，最終由風送單元送至包裝線，產出合格產品。

添加劑給料系統位于造粒單元上游，是聚乙烯生產流程的重要組成部分。稱重的準確性是給料系統的關鍵，只有合適的物料配比、準確的稱量給料，才能改善產品性能、提高產品質量，否則將影響產品使用壽命，影響企業經濟效益。

1 添加劑給料系統概述

一套添加劑給料系統由工廠控制站、質量流量計、失重秤3大部分組成。工廠控制站設于控制室，實時監測系統的下料量情況，操作人員可以通過操作界面輸入各個添加劑秤的配比值，調用趨勢、報警信息等。控制站還配有緊急停車軟開關，現場出現異常故障可以緊急停車。

從勻速轉動的參考系統來看，具有相對運動速度的物體所受到的慣性力分為2個：一個為慣性離心力，另一個即科里奧利力。科里奧利質量流量計采用科里奧利力測量原理來獲取流量（圖1）：在流量計內，測量輪恒速轉動，進入流量計的物料在葉片的作用下加速達到測量輪的角速度；物料的加速運動作用于測量輪的扭矩，與物料的流量相關；扭矩經測量并轉換為電信號。此測量與物料的物理性能，如流動特性、濕度和溫度等無關，與物料和測量輪的摩擦、物料流速變化也無關。

圖1 科里奧利質量流量計工作原理

失重秤是對連續式給入的固體散狀物料進行測量，包括振動給料器、給料斗和延伸給料斗和稱重模塊，采用體積法或失重法給料方式。采用失重給料方式時，給料速度取決于單位時間內的重量減少。控制器將實際給料速度與設置值比較后，進而調節給料螺旋的速度。失重法的測量原理如圖2所示。

為便于用戶操作，給料系統還配有1個便攜式的手操器，稱之為DISOCONT。它是包括1個系統單元和若干可選擴展單元模塊化的電子系統，只要將其與現場控制器相連，就可以實現現場控制。給料系統的控制站出現故障時，如異常關機或通信中斷，都將使質量流量計停止運行，最終導致造粒機組由于入口壓力報警而停車，影響生產。此時，如果將手操器與質量流量計相連，并在現場輸入預進料數量，就可以將給料模式切換至就地控制，繼續給料，避免下游機組由于物料切斷而停車。

圖2 失重法測量原理

2 給料系統的使用與維護

2.1 控制站的使用

給料系統的質量流量計和失重秤，下料情況受系統的邏輯控制，平時也不需要停風、停電等操作，因此操作人員只要每天按時巡檢、清理周圍散落的物料即可。操作人員每天在界面輸入進料總量，并且要針對物料的性質，合理安排各個添加劑秤的配比。需要注意的是，采用失重法計量時進料總量的給定值不能超過量程的2倍，否則將導致給料系統停車。

儀表專業人員要熟練掌握此控制站的7個主要功能。

（1）在菜單中選擇體積法或失重法。采用失重法時，系統對下料量的線性要求比較高，如果物料出現塊狀或絮狀物，或者下料螺桿故障，均會造成下料量劇烈波動，和預先設定的配比值出現偏差。偏差大于系統默認值5%時，產生報警信息HI05（即控制偏差報警），下料終止，添加劑秤停止運行。

（2）在控制室操作添加劑秤上方的插板閥。但是，添加劑秤料斗里沒有物料時不允許打開插板閥。正常生產中，物料小于料斗容積20%時插板閥自動打開，給添加劑秤料斗進料，達到70%時插板閥自動關閉。如果插板閥無法全關，或人為干預打開時間過長，將導致料斗內物料大于量程范圍，觸發報警信息HI08（即料斗攪拌報警），此添加劑秤停止運行。

（3）添加劑秤和上方的插板閥之間的邏輯關系是可以選擇的。在設備調試或者檢修時，如果不希望插板閥隨著料斗內物料數量的多少而開關，可以在菜單欄中屏蔽邏輯。

（4）用手操器DISCONT在現場自動控制某一臺秤給料時，工廠控制站只負責監控，不進行任何操作（除了緊急停車按鈕），可以選擇自動模式。

（5）設置選項里有一些常用的組態窗口，如設定質量流量計和添加劑秤的量程、修改登陸密碼、組態趨勢點等。還可以通過設置給料系統的單位、小數點位數，以適合各類工況需求。

（6）可以修改給料系統的一些關鍵參數，如響應時間、PID參數（PID是比例、積分、微分的簡稱）、報警聯鎖數值等。但是，只有在添加劑秤停止工作時才能設定組態參數。設定期間，秤系統之間的通訊無法連接，因此一旦需要在線調整參數，一定要將手操器與現場設備相連，否則重啟時給料系統將停止運行。另外，工廠控制站的界面也是添加劑秤的控制界面，無法調用組態軟件Easy Serve。

調用軟件時需要使用另一種功能：點擊菜單的操作系統，在對話框中點擊右側的DCMaster as Windows Shell功能塊。之后電腦會自行重新啟動，然后就可以進入組態界面。進行此項調整時一定要注意：①調整前要將手操器與現場質量流量計連接；②強制重啟系統將無法進行組態；③不要選擇退出程序的功能，否則給料系統將停止運行。

（7）查看添加劑秤給料系統的報警信息，可以單擊Event功能塊，更久遠的報警信息可在Operating System功能塊的Eventlog查看。

2.2 給料系統邏輯及報警信息介紹

啟動給料系統，系統默認先啟動質量流量計，5 s后自動啟動添加劑秤。停止給料系統，系統默認先停止添加劑秤，5 s后停止質量流量計。

給料系統里共有4種報警信息，分別是Alarm，Warning1，Warning2和 Ignore。其中，Highlighted Flashing表示 Alarm，Groups and scales cut off；High lighted 表示 Warning1；出現Warning2時顯示正常，Ignore無顯示。如果系統觸發Alarm報警，相應設備將停止運行。對一些經常出現的監視類的報警提示信息，在不影響正常生產的前提下，可以選擇觸發類型。

導致系統停車的常見的報警信息及故障原因如表1所示。

2.3 添加劑秤的校驗

校驗前要保持現場質量流量計和添加劑秤持續下料。

先在DISCONT主菜單中選擇Display Filters，先后將I-Dis-play，I-Serial Output設為30 s，觀察下料量變化情況。

表1 導致停車的常見報警信息及故障原因

再在主菜單中選擇Controller，調節P-Component KP和IComponent TN兩個參數，觀察下料量的變化情況。

最后校驗Bypass。在主菜單中選Calibrating Function→Vol.Discharge Adaption，實際值穩定后按回車，默認設定值為10 mA。

校驗時還應注意，可以設定多個值進行校驗，但設定值不能小于正常流量值的10%。在重新啟動添加劑秤前，還要先清除報警信息（按CLREVT），否則無法啟動。

3 結語

作為聚乙烯裝置一個成套的獨立單元，添加劑給料系統既影響產品產量又影響產品質量，因此，不僅要做好該系統的日常維護工作，更有必要深入了解系統的原理、功能及邏輯動作。