HDPE裝置擠壓造粒系統(tǒng)長(zhǎng)周期運(yùn)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(jiǎn)介

經(jīng)過(guò)高低壓閃蒸系統(tǒng)后的粉料，由粉料風(fēng)機(jī)直接送入粉料倉(cāng)。料倉(cāng)底部的旋轉(zhuǎn)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(jī)組，而后經(jīng)過(guò)混煉機(jī)混煉，熔融泵擠壓，進(jìn)入切粒水室進(jìn)行水下切粒。粒料由切粒水系統(tǒng)輸送至干燥器內(nèi)，經(jīng)離心脫水干燥后進(jìn)入振動(dòng)篩送進(jìn)粒料倉(cāng)。

2 影響系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素

2.1.1 產(chǎn)品牌號(hào)的熔融指數(shù)

對(duì)同牌號(hào)產(chǎn)品來(lái)講，熔融指數(shù)低則料會(huì)過(guò)硬，熔融指數(shù)高則料會(huì)過(guò)軟，所以對(duì)于不同牌號(hào)，將熔融指數(shù)控制好就會(huì)有利于造粒機(jī)組的運(yùn)行。

每次聚合反應(yīng)開(kāi)車(chē)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一些過(guò)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(zhǎng)鏈高密度聚乙烯分子。這種分子量較高的粉料進(jìn)入混煉機(jī)筒體后，混煉機(jī)機(jī)組的螺桿剪切力會(huì)很高，而且也很容易出現(xiàn)熔體不容易被送走，從而導(dǎo)致混煉機(jī)電機(jī)過(guò)載而停止運(yùn)行。如果連鎖保護(hù)裝置未起作用，主電機(jī)將會(huì)燒毀，導(dǎo)致造粒長(zhǎng)時(shí)間的停車(chē)，從而使整個(gè)裝置長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)。

生產(chǎn)過(guò)程中，熔體在造粒機(jī)組內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)直接影響到機(jī)組的正常運(yùn)行。最直觀體現(xiàn)物料流動(dòng)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(guò)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(chǎn)量及閘板閥開(kāi)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(jī)組內(nèi)是以熔融狀態(tài)存在，可以視為黏性流體運(yùn)動(dòng)，從而其流量可以按照流體動(dòng)力學(xué)公式求得。

Q=K△P/μ

公式中Q為造粒機(jī)組內(nèi)熔體的總流量；K為常數(shù)（與螺桿的幾何常數(shù)有關(guān)）；△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(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷不變的情況下（即Q為定值），隨著熔體的粘度μ的變?。ㄈ廴谥笖?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(guān)系，當(dāng)熔融指數(shù)降低時(shí)，篩網(wǎng)的壓差也會(huì)隨著升高，當(dāng)升高到20MPa時(shí)，機(jī)組連鎖保護(hù)啟動(dòng)，造粒機(jī)組停車(chē)。

2.1.2 應(yīng)對(duì)的主要方法

由于每種產(chǎn)品牌號(hào)都有不同的熔融指數(shù)，而每次開(kāi)車(chē)時(shí)的過(guò)渡料的熔融指數(shù)都不是很穩(wěn)定，所以在造粒機(jī)組開(kāi)車(chē)時(shí)，在開(kāi)車(chē)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(diào)節(jié)混煉程度的主要手段就是調(diào)節(jié)混煉機(jī)閘板閥的開(kāi)度。邊拉料邊調(diào)節(jié)，直到流出的物料熔融狀態(tài)達(dá)要求后，造粒機(jī)組可以正常開(kāi)車(chē)。

2.3.1 造粒機(jī)組進(jìn)料

裝置早期生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)波動(dòng)會(huì)達(dá)到5-8t/h。這種大范圍的下料波動(dòng)對(duì)機(jī)組本身有很大的損害，明顯的可以聽(tīng)到機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)聲音較大，各方面的振動(dòng)也都相對(duì)較高。機(jī)組的負(fù)荷不穩(wěn)定，這就意味著粉料進(jìn)入混煉機(jī)時(shí)是脈動(dòng)進(jìn)料，混煉機(jī)螺桿所受到的剪切力波動(dòng)也會(huì)較高。造粒機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行留下了一大隱患。

添加劑是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要部分。它隨著粉料下料線一同進(jìn)入到混煉機(jī)內(nèi)。裝置早期生產(chǎn)過(guò)程中多次發(fā)生添加劑管線堵塞，甚至發(fā)生添加劑稱(chēng)損壞的現(xiàn)象。若添加劑下料管線堵塞，添加劑不能及時(shí)加入到粉料中，造粒機(jī)組產(chǎn)出的粒料將變成不合格的產(chǎn)品。這直接影響到了產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.3.2 進(jìn)料系統(tǒng)的改造措施

粉料下料是靠重力下料，下料的過(guò)程中粉料向下，管道中的氣體會(huì)向上并聚集在下料轉(zhuǎn)閥的入口處，當(dāng)聚集的氣體到一定量時(shí)，汽包破裂，粉料就出現(xiàn)周期行的下料波動(dòng)。由此可見(jiàn)，將轉(zhuǎn)閥入口處的氣體引走成為了解決問(wèn)題的關(guān)鍵。在轉(zhuǎn)閥入口加裝一個(gè)排氣裝置，將聚集的這部分氣體再引入轉(zhuǎn)閥下的下料管線內(nèi)。經(jīng)改造后，下料波動(dòng)消除，造粒機(jī)組振動(dòng)明顯變小，運(yùn)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(diǎn)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(huì)高于添加劑的熔點(diǎn)。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(jìn)料器內(nèi)（螺旋進(jìn)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(guò)堵塞現(xiàn)象，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.4.1 換篩器篩網(wǎng)

在粉料生產(chǎn)過(guò)程中，難免會(huì)有一些雜質(zhì)產(chǎn)生，而所有的雜質(zhì)都會(huì)被攔截在換篩器的篩網(wǎng)處。當(dāng)換篩器表面的雜質(zhì)過(guò)多時(shí)，壓差也會(huì)有所增加。長(zhǎng)時(shí)間不更換干凈的篩網(wǎng)也會(huì)導(dǎo)致熔體通過(guò)篩網(wǎng)困難，而在正常生產(chǎn)的過(guò)程中更換篩網(wǎng)是要降低將近一半的生產(chǎn)負(fù)荷的，這就直接導(dǎo)致了造粒系統(tǒng)的生產(chǎn)波動(dòng)。在生產(chǎn)過(guò)程中這種操作很容易增加誤操作的機(jī)會(huì)，從而出現(xiàn)次生現(xiàn)象的造粒系統(tǒng)停車(chē)。

2.4.2 換篩器的主要應(yīng)對(duì)措施

本裝置生產(chǎn)牌號(hào)多樣化，每個(gè)月都會(huì)有至少1次以上的停車(chē)切牌號(hào)機(jī)會(huì)。當(dāng)篩網(wǎng)在使用過(guò)程中，壓差有明顯的上升趨勢(shì)或是經(jīng)過(guò)多次切換牌號(hào)后，都應(yīng)在切牌號(hào)停車(chē)的機(jī)會(huì)時(shí)更換篩網(wǎng)。這樣就能確保不會(huì)在正常生產(chǎn)的過(guò)程中進(jìn)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(diào)因素只有一點(diǎn)：模板本身的溫度。本裝置的模板溫度是由高壓蒸汽加熱來(lái)進(jìn)行控制，溫度達(dá)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(dāng)生產(chǎn)熔融指數(shù)較低的產(chǎn)品時(shí)，堵塞?？椎膸茁试黾樱_(kāi)孔率會(huì)有明顯的下降，模頭的壓力會(huì)有明顯的升高，產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)大量的小粒子，而模頭壓力達(dá)到一定值后也會(huì)使造粒機(jī)組連鎖停車(chē)。

2.5.2 應(yīng)對(duì)的主要方法

根據(jù)生產(chǎn)牌號(hào)的不同，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)模板的溫度，可以有效的保證熔體的流動(dòng)率。當(dāng)生產(chǎn)高熔融指數(shù)的產(chǎn)品時(shí)，為了降低熔體的流動(dòng)性，保證較好的切粒效果，可以適當(dāng)?shù)慕档湍０鍦囟?，反之亦然。?dāng)每次停車(chē)切牌號(hào)的時(shí)候也可以用一些清理?？椎膶?zhuān)用工具對(duì)模板進(jìn)行清理，這樣也能有效的提高模板的開(kāi)孔率。

[1]俞文.造粒機(jī)性能對(duì)塑料生產(chǎn)率的影響[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),2001,22(6):46.

[2]孫桂芳,滕文鵬.低熔融指數(shù)聚乙烯樹(shù)脂對(duì)造粒系統(tǒng)的影響及對(duì)策[J].黑龍江石油化工,2001,4(12):8.

[3]張博松，宋建強(qiáng).切粒機(jī)退刀故障原因分析及處理[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2002,3（20）：174-176.