聚烯烴料倉離子風靜電消除技術淺析

張松，刁立慧

（1.中煤陜西榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 719000；2.大慶石化工程有限公司，黑龍江 大慶 163000）

本單位30萬噸/年聚乙烯裝置采用美國Univation公司的UNIPOL?聚乙烯工藝技術，以煤制烯烴為原料，采用UNIPOL?聚乙烯氣相工藝、UCAT? 傳統催化劑、XCAT? 茂金屬催化劑和PRODIGY?雙峰高密度聚乙烯催化劑為重點的技術，生產線性低密度聚乙烯。該技術產品聚烯烴粉體在氣力輸送過程中，粉體與管壁及空氣產生碰撞、摩擦、剝離等物理現象，使運動粉體在氣力輸送過程中攜帶大量靜電，引發粘壁和靜電，造成局部閃電粘壁熔料，嚴重時誘發料倉粉體閃爆等靜電事故，粉體起電極性及幅值變化的隨機性也較強，因此本文淺析一種聚烯烴料倉離子風靜電消除技術，能解決大料倉存在的設備隱患。

1 離子風靜電消除技術結構和原理

本技術設備設施主要由消電系統、測電系統、控制系統和工作站四部分組成，如圖1所示。均采用隔爆及防塵設計。

圖1 消電系統結構圖

1.1 消電系統結構和原理

消電系統結構主要由22臺靜電消除器、控制電纜、卡套和電纜接頭組成，有DN250×400和DN300×400兩種型號，其中型號為DN250×400共18臺，在D8007、D8008、D8009、D8010、 D8011、D8012 六個摻混料倉的進料管和摻混管上安裝；在D8007A、D8008A、D8009A、D8010A、D8011A、D8012A的 進料管上安裝一臺。另外，型號為DN300×400共計四臺，分別安裝在3個包裝料倉V2010、V2020、2030的四條進料管上。所有靜電消電器安裝均采用水平安裝形式，采用法蘭螺栓連接，控制電纜采用6×1．0mm2屏蔽電纜連接到分控箱，接地線采用10mm2的BVR銅線。

AVTJ1粉體料倉離子風靜電消除系統的原理是“離子化+中和”，在粉體氣力輸送管壁上設置兩圈正負相間的“噴電針”，利用壓縮空氣將針尖周圍的電離組分（如空氣、粉料等）吹入帶電粉體之中，形成一段“離子化”空間，同時結合電荷“同性相斥、異性相吸”這一特性，達到“中和”的目的，由于介質流動速度較快，由兩圈“噴電針”組成的“離子化”空間要延后并超出兩圈針組成的空間范圍，放電極尖端交替產生正負離子。當帶電物體表面為正電位時，負離子將其中和；反之，如果表面為負電位，正離子將其中和。如圖2所示。

圖2 消電系統原理圖

1.2 測電系統結構和原理

測電系統結構主要由22臺靜電監測器組成、卡套和電纜接頭組成，有DN250×400和DN300×400兩種型號，其中型號為DN250×400共計18臺，在D8007、D8008、D8009、D8010、D8011、D8012 六個摻混料倉的進料管和摻混管上安裝；在D8007A、D8008A、D8009A、D8010A、D8011A、D8012A的 進料管上安裝。另外，型號為DN300×40共計四臺，分別安裝在3個包裝料倉V2010、V2020、2030的四條進料管上。所有靜電監測器安裝均采用垂直安裝形式，控制電纜采用2×1．0mm2屏蔽電纜連接分控箱，靜接地線采用10mm2的BVR銅線。

AVTJ1粉體料倉離子風靜電消除系統靜電監測原理是采用定容式法拉第筒做單位介質電荷量測量，即在管壁邊緣設置法拉第筒式傳感器，測量時利用氣缸將傳感器推入管路中取樣，測量介質攜帶電荷的極性及幅值，測量完畢傳感器收回管壁同時泄放取樣介質，不影響管路介質輸送，根據監測數據顯示的帶電極性與幅值，調節正負控制電流，控制正負電流數據差在8～12mA之間。

1.3 控制系統的結構和原理

控制系統結構結構主要由22臺靜電分控箱、接線端子、線槽、荷質比傳感器、過濾減壓閥，壓力傳感器和電磁閥組成，有DN250×400和DN300×40兩種型號，其中型號為DN250×400共計18臺，在D8007、D8008、D8009、D8010、D8011、D8012六個摻混料倉的進料管和摻混管上安裝；在D8007A、D8008A、D8009A、D8010A、D8011A、D8012A的進料管上安裝。另外，型號為DN300×40共計四臺，分別安裝在3個包裝料倉V2010、V2020、2030的四條進料管上，分控箱采用螺栓固定，最后匯聚到總控制柜，控制柜安裝在控制室儀表間，分控箱儀表風總管來自于倉頂儀表風分配器，分控箱有兩路儀表風管與靜電消除器和監測器連接，采用Φ10和Φ8的卡套管，材質均采用316L退火無縫型不銹鋼管，壁厚1mm，接地線采用10mm2的BVR銅線。

控制柜主要由SITOP電源24V20A、CPU、卡件、安全柵、直流繼電器等組成，控制柜安裝在控制室儀表間，控制柜由2路并行的UPS220VAC電源，雙電源自動切換裝置供電，用于PLC和靜電消除設備的用電，另一路220VAC市電電源，用于機柜風扇，盤內照明和維護插座等供電，控制柜工敷設11對電纜去現場各料倉分控箱，規格分別為4×2×2．5mm2和4×2×2．5mm2 的非凱裝電纜。

1.4 工作站的結構和原理

工作站主要由塔式工作站、CPU、內存、硬盤顯示器組成，當主電源空氣開關合上，啟動控制電腦進入料倉靜電消除控制系統四個控制畫面，即“摻混料倉進料消電操作”、“脫氣料倉摻混消電操作”、“成品料倉進料消電操作”、“包裝料倉進料消電操作”，各畫面消電系統可獨立操作不設聯鎖，消電操作畫面中，每個畫面內的6臺設備消電器設有聯鎖，即只要有1臺消電器處于開機狀態，其它5臺消電器均處于停機狀態。包裝料倉進料消電器畫面內4臺消電器不設聯鎖，可同時開機。啟動消電系統后，根據測試數據顯示的極性與幅值，調節正負控制電流數據，及時做消電調節，粉體帶電荷質比數據為 0．5～1．5μC/kg，靜電消除器高壓腔壓力控制在10～100kPa，正負高壓模塊控制電流，范圍4～20mA。

2 離子風靜電消除技術經濟效益

離子風靜電消除技術風壓數據顯示為5～300kPa、負高壓電流和正高壓電流數據顯示8～12mA、荷質比0．6，達到了離子風靜電消除的效果，中和了物料碰撞、摩擦、剝離攜帶大量的靜電，避免粘壁和局部閃爆熔料，甚至誘發料倉粉爆等靜電事故，避免經濟損失。

3 結語

該技術采用正壓通風保護系統，設有限壓閥和失壓斷電保護以及通電前換氣延時保護，接線箱采用隔爆及防塵設計，使用安全，操作方便，采用非平衡式雙極性離子流輸出，不但消電效率高，還可以滿足大幅值變化場所使用，采用工作站與PLC控制方式，操作方便。

參考文獻：

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