關于擠壓造粒機正常生產過程中異常停車原因的研究與解決方法

程川 鄂凡

摘 要：通過對四川石化聚丙烯裝置擠壓造粒機在正常生產過程中出現異常停車情況的探討，從一些停車事例中總結出異常停車的原因，包括工藝、設備、儀表、電氣等出現故障對擠壓機平穩運行造成的影響，并給出相關的解決方案和消除故障的方法，供專業人員參考。

關鍵詞：擠壓機；PP；熱油；熔融泵

中國石油四川石化公司生產五部聚丙烯裝置是亞洲單套生產能力最大（45萬噸每年）的聚丙烯樹脂顆粒生產企業。該裝置選用的是德國CWP公司生產的ZSK380捏合型同向旋轉雙螺桿擠壓機，以美國DOW公司UNIPOL聚丙烯工藝為主導，生產出的粉料加之不同種類及比例的添加劑混合后輸送至擠壓造粒機組制成PP顆粒，通過單獨的熱油系統加熱（控制溫度200至240℃）。工藝和設備操作復雜精準度高。

擠壓機構造介紹：主要有主電機、主齒輪箱、輔助電機、進料料斗、筒體（11段）、節流閥、開車閥、熔融泵及電機、換網器、切粒機、液壓油系統。另外還有相關輔助設備（粒料脫鹽水輸送泵、離心干燥器、抽濕風機、振動篩、添加劑系統、PP成品顆粒風送系統和成品料倉），共同組成擠壓造粒系統。

正常生產過程中所有相關系統運行正常并且可以達到要求的產率，最多能生產出124牌號的合格品。但若出現異常情況引發擠壓機停車則可能影響整個聚丙烯裝置的平穩運行使裝置全面停車造成經濟損失。

經過多年的經驗摸索，對造成擠壓機組停車的原因進行了分析并做出了相關解決方案具體內容如下：

一 擠壓機排氣段漏料停車情況

在生產過程中，如發現擠壓機筒體排氣段（第9段筒體）有熔融樹脂流出，應立即停車。果斷采取措施，處理方法為將排氣段暫時拆除并且安裝盲板。出現此情況可能是由于擠壓機熔融泵未安裝，擠壓機筒體長期處于高壓力狀態下工作（不安裝熔融泵筒體壓力15.0Mpa，熔融泵安裝后筒體壓力3.0Mpa），該操作壓力雖在正常操作壓力范圍內，但長期運行使得排氣段處墊片破損，造成物料泄漏。若不想出現此類情況必須做到以下幾點預防措施：

1、完成熔融泵的安裝；

2、在熔融泵未安裝前，增加擠壓機濾網更換的頻率，降低濾網壓差，從而降低筒體壓力；

3、保證擠壓機進料平穩，避免大幅度、快速提高下料量；

4、在保證樹脂充分熔融的情況下，盡可能增大節流閥開度；

5、加強監控及巡檢。

二 擠壓機在線換網時聯鎖停車情況

若操作人員在擠壓機在線換網時，換網器保護門鎖位置信號誤報，將會造成擠壓機連鎖停車。處理方法為盡快為擠壓機解模排空筒體物料，在停車狀態下盡快換網從新組織開車。

聚丙烯擠壓機換網器有上下兩個滑桿，共計四個濾網組成。正常生產時上下滑桿各投用一個濾網，當濾網壓差高或需要更換不同目數的濾網時，則需要進行濾網在線切換。出現換網失敗聯鎖停車的情況是因為換網器換網時，由于液壓油壓力高（換網時液壓油壓力可達到24MPa），管線及換網器保護門振動較大，而保護門鎖位置信號靈敏，稍有偏移信號就會丟失，門鎖位置信號一旦丟失，處于保護目的，液壓油系統會自動泄壓，導致換網器濾網不能更換到合適位置，造成擠壓機聯鎖停車。此類情況的預防措施如下：

1、盡可能在擠壓機停車期間安排濾網切換；

2、正常生產時切換前盡量降低擠壓機負荷，減小切換阻力；

3、切換濾網前將滑桿清理干凈，保證滑動時阻力最小；

4、建議將門鎖保護信號作為報警，不參與聯鎖。

三 擠壓機熔融泵齒輪箱潤滑油壓力低聯鎖停擠壓機

倘若熔融泵齒輪箱潤滑油壓力突然降低，儀表自保聯鎖啟動造成擠壓機停車。此類情況一旦發生必須及時對擠壓機解模，清理模板，排空筒體物料。重新組織開車。擠壓機熔融泵齒輪箱潤滑油系統由兩臺油泵G-7081、G-7082及相關附件組成，正常生產時兩臺油泵為一開一備狀態。當潤滑油供油壓力低報時（0.10MPa）若備用泵為“自動”狀態則自動啟動（若為手動狀態則不會自啟），期間若壓力恢復，則原運行泵停止。熔融泵齒輪箱潤滑油壓力一直較低且有較大波動，備用泵自啟，原運行泵停止后供油壓力持續下降，低低報警（0.07MPa）聯鎖熔融泵停，造成擠壓機聯鎖停車。此類情況可能是備用泵出口手閥未開到位，流程不暢通。通過經驗教訓可以發現：

1、若為相互自啟的機泵，必須保證現場流程暢通，每臺機泵時刻應處于完好備用狀態。

2、在做任何操作前，必須確保工藝流程正確無誤；

3、機泵相互自啟的，必須確認聯鎖邏輯狀態能在關鍵時刻正確啟動

四、擠壓機熔融泵入口壓力低聯鎖停擠壓機

正常生產過程中，若擠壓機熔融泵吸入口壓力波動太大則可能造成聯鎖停擠壓機。此類停車情況的發生原因比較復雜，即可能是熔融泵設備自身原因也可能因為聚合生產過程中的催化劑用量和活性等情況引起。所以在安裝熔融泵后對其吸入口壓力設定要特別謹慎防止壓力波動太大（壓力設定為2.0～2.6MPa）。生產時通過調節熔融泵轉速來控制入口壓力。低報警設定0.5MPa高報警為5MPa并有停車聯鎖。若為裝置初期開車，聚合單元采用的催化劑造成粉料粒徑大，堆密度低，加之粉料下料旋轉閥S-5015轉速有波動，因此進入擠壓機粉料量不穩定，并且熔融泵剛安裝完，吸入口壓力控制PID參數整定也不是很準確，而壓力低報只有2秒延時就聯鎖熔融泵停車，因此一旦壓力波動（低報）則很難調整過來。為防止此類情況的發生必須采取以下措施：

1、保證擠壓機進料平穩，避免大幅度、快速提高或降低進料；

2、調整控制器PID參數；

3、在熔融泵允許范圍內將低報延時至30秒或更長；

4、聚合采用國產催化劑，粉料堆密度大，擠壓機進料穩定，熔融泵吸入口壓力也穩定。

五、擠壓機振動篩停聯鎖擠壓機停車

生產中若擠壓機振動篩Y-7013由于電機接線斷裂造成振動篩停車，則聯鎖擠壓機停車。此類情況多為電氣設備或者配件故障，一旦發生此情況必須擠壓機停車后及時解模，清理模板，排空筒體物料。聯系電氣人員，Y-7013重新接線。重新組織開車，將Y-7013旁路，顆粒走跨線流程。重新接線完成后啟動Y-7013，運行2小時，確認正常后切入系統。

聚丙烯裝置擠壓機振動篩Y-7013主要用來將離心干燥器干燥后的聚丙烯樹脂顆粒進行篩分，剔除不合格顆粒。正常時Y-7013由兩臺電機異向旋轉產生豎直方向振動，顆粒從進料口被橫向振動到出料口，顆粒移動過程中通過里面不同規格的篩網完成篩分。為保證顆粒有效篩分且橫向移動時不堆積在振動篩中，振動篩有比較大的振動位移，因此電機接線處長期處于振動狀態中，長時間運轉，接線處電源線疲勞斷裂或接線固定螺栓松動造成接線脫落，都會導致振動篩停車，從而造成擠壓機停車。若想盡量減少發生此類情況的必須做到以下幾點：

1、加強巡檢，及時發現電機或電機接線的異常；

2、接線處固定螺栓采用雙螺母或防松動螺母，避免螺栓松動；

3、定期將振動篩切出，停車檢查確認正常后再并入系統；

結束語

通過對四川石化聚丙烯裝置擠壓機故障的分析與研究，不僅體現出工藝、設備、儀表和電氣等因素對擠壓機平穩運行的影響，還可以用相關的處理方法滿足降低擠壓造粒系統發生故障問題的頻次，為裝置能夠長周期平穩運行打下堅實基礎。

（作者單位：1 重慶川儀公司；2 四川石化公司生產五部）