臥管式PA66縮聚液壓系統(tǒng)的改造探討

鐘 濤，關(guān)紅俏，王平，金朝輝

(遼寧銀珠化紡集團(tuán)有限公司，遼寧營口115001)

臥管式PA66縮聚液壓系統(tǒng)的改造探討

鐘 濤，關(guān)紅俏，王平，金朝輝

(遼寧銀珠化紡集團(tuán)有限公司，遼寧營口115001)

介紹了聚酰胺66(PA66)縮聚生產(chǎn)線驅(qū)動設(shè)備由電動控制替代液壓控制的改造實(shí)施方案。結(jié)果表明:PA66縮聚生產(chǎn)線驅(qū)動設(shè)備改為電動控制后，選用XWDV-6閃蒸泵電機(jī)，WXE-108G型螺旋電機(jī)和Siemens變頻器，提高了產(chǎn)量，聚合產(chǎn)量由600 kg/h提高到850 kg/h，可滿足下游3臺紡絲機(jī)開車，避免了液壓控制由于轉(zhuǎn)速低導(dǎo)致的漏料現(xiàn)象，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，節(jié)約生產(chǎn)成本。

聚己二酰己二胺 液壓系統(tǒng) 變頻器 電氣 改造

國內(nèi)外聚酰胺66(PA66)鹽為原料的PA66連續(xù)縮聚裝置均采用臥管式反應(yīng)器即“五大器”(蒸發(fā)器、預(yù)熱器、反應(yīng)器、閃蒸器、后聚合器)來完成PA66樹脂的生產(chǎn)。20世紀(jì)90年代以前，為實(shí)現(xiàn)大扭矩遠(yuǎn)程控制，“五大器”各器間熔體輸送泵均采取用液壓系統(tǒng)拖動控制，即液壓泵加上調(diào)速閥來實(shí)現(xiàn)工藝轉(zhuǎn)速調(diào)整，是靠機(jī)械配合實(shí)現(xiàn)的，控制精度低;變頻器以其控制電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，跟隨性好，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于要求嚴(yán)格的化工行業(yè)的各種計量泵的控制。作者將“五大器”中的閃蒸器、后聚合器由原來的液壓控制改為電動控制的方案，生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)量由600 kg/h提高到850 kg/h，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。

1 PA66縮聚液壓系統(tǒng)

臥管式PA66連續(xù)縮聚使用的液壓拖動系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代從法國進(jìn)口的設(shè)備，運(yùn)行至今已經(jīng)30多年，每年設(shè)備維護(hù)費(fèi)用昂貴，僅彈簧就要10元/個，液壓油價格高;早期設(shè)備2臺30 kW液壓馬達(dá)一用一備，能源消耗高;而且液壓系統(tǒng)管線是屬于高壓設(shè)管線，存在安全隱患。為保證生產(chǎn)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，考慮將控制閃蒸器(閃蒸泵)、后聚合器(螺旋電機(jī))液壓拖動系統(tǒng)改為電機(jī)拖動，選擇合適的電機(jī)及減速器。

圖1 臥管式PA66縮聚工藝流程Fig.1 Flow chart of horizontal piping PA66 polycondensation process

2 液壓系統(tǒng)的改造

2.1 閃蒸泵電機(jī)及減速器

1)電機(jī)功率選擇

因此，選用天津減速機(jī)總廠的型號為XWDV-6，功率 4 kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速 1 500 r/min，50 Hz，減速比為1∶35，頻率為0～55 Hz。

2.2 后聚合器的螺旋電機(jī)

后聚器減速比(i3)1∶289，螺旋推進(jìn)器推進(jìn)速度(V)20～200 r/h，型號WXE-108，許用扭矩1 200 kg/m，故螺旋電機(jī)最高轉(zhuǎn)速(Nmax):

式中:Vmax，Vmin分別為螺旋推進(jìn)器最大和最小推進(jìn)速度，Vmax為200 r/h，Vmin為20 r/h。

故電機(jī)選取6級，轉(zhuǎn)速為1 000 r/min。螺旋電機(jī)用原來的減速器，效率取90%，電機(jī)選為4 kW。

2.3 變頻器

選用Siemens變頻器6SE6440-2UD25-5CA1。螺旋電機(jī)減速機(jī)可以利舊，閃蒸泵電機(jī)和減速機(jī)、螺旋電機(jī)安裝在拆除的液壓馬達(dá)位置，同時其控制部分新配置一套由變頻控制的電氣控制柜，這樣就可滿足生產(chǎn)需求。

3 改造效果分析

3.1 節(jié)約費(fèi)用

PA66縮聚生產(chǎn)線驅(qū)動設(shè)備由電動控制替代液壓系統(tǒng)，改造后效果見表1。

表1 改造效果分析Tab.1 Renovation result analysis

改造前狀況:2臺液壓馬達(dá)功率為30 kW/臺(一用一備)，大約維修費(fèi)用12.3萬元/a。

改為電動控制后:按產(chǎn)量600 kg/h的情況下，實(shí)際閃蒸泵耗能3.6 kW，螺旋電機(jī)耗能3 kW，合計為6.6 kW。每年生產(chǎn)按10個月計算，可節(jié)約電費(fèi)8.7萬元。改為電動控制后一次性投入約6萬元，即改造發(fā)生的費(fèi)用(一次性投入)大約半年收回成本。

3.2 操作方便

以往縮聚開車，DCS給定信號后，先要在液壓站將油壓慢慢升到80～105 kg后，再到現(xiàn)場開閥及閥門定位，用液壓油驅(qū)動液壓馬達(dá);現(xiàn)在操作工只要在現(xiàn)場控制箱按一下按鈕，DCS給定就可以完成操作，減少液壓站等中間環(huán)節(jié)。

3.3 穩(wěn)定性好

液壓系統(tǒng)控制存在滯后，工藝顯示丟轉(zhuǎn)、跳變，系統(tǒng)波動，需要鎖定一臺來調(diào)整另一臺，系統(tǒng)穩(wěn)定時間長。改成電動控制后，DCS給定信號，變頻器接收后立刻達(dá)到泵的給定轉(zhuǎn)速，使螺旋和閃蒸泵的輸出呈直線。

3.4 安全性

原液壓系統(tǒng)管線屬于高壓管線，曾出現(xiàn)過軟連接液壓管崩漏現(xiàn)象;改造后用電動驅(qū)動設(shè)備，不再需要高壓油管線驅(qū)動設(shè)備。

變頻器輸入的信號電纜屏蔽層與控制室DCS(數(shù)字控制系統(tǒng))連接的信號線屏蔽部分一連到底，全部在儀表接地，避免在電氣部分接地與儀表接地有電阻，形成高次斜波干擾，試車一次成功。

4 改造后開車運(yùn)行情況

液壓系統(tǒng)由原來的液壓控制改為電動(變頻)控制，開車運(yùn)行包括空載運(yùn)行48 h，泵體平穩(wěn)運(yùn)行，在一定壓力下泵轉(zhuǎn)速隨意調(diào)節(jié)。在實(shí)際運(yùn)行中，由于改造后的泵體積大，開車升溫速度較慢，但在泵體聯(lián)苯回流管高端處加排空設(shè)施，產(chǎn)量600 kg/h提高到850 kg/h，由原來只滿足下游的2臺紡絲機(jī)，改造后可實(shí)現(xiàn)3臺紡絲機(jī)開車。

Technical renovation on hydraulic system for horizontal piping PA66 polycondensation process

Zhong Tao，Guan Hongqiao，Wang Ping，Jin Zhaohui
(Liaoning Yinzhu Chemtex Group Co.，Ltd.，Yingkou115001)

The renovation plan that an electricalcontrolling system replaced the hydraulic controlling system as the driving equipment was introduced for polyamide 66(PA66)polycondensation line.The results showed that the polymerization output was increased to 850 kg/h from 600 kg/h as flash pump motor XWDV-6，screw motor WXE-108G and Siemens frequency converter were used in the renovation，which assured the full operation of three down-stream spinning equipments.The electricalcontrolling system avoided the material leakage resulting from the low rotary speed of hydraulic system saved the production cost and improved system stability.

polyhexamethylene adipamide;hydraulic system;frequency converter;electricity;renovation

TQ342.12

A

1001-0041(2012)05-0060-02

2012-03-14;修改稿收到日期:2012-07-20。

鐘濤(1966—)，男，工程師，從事錦綸生產(chǎn)及新產(chǎn)品開發(fā)工作。E-mail:nie.chengjie@yinzhugroup.com。