聚烯烴料倉離子風(fēng)靜電消除技術(shù)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(shù)，以煤制烯烴為原料，采用UNIPOL?聚乙烯氣相工藝、UCAT? 傳統(tǒng)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(shù)，生產(chǎn)線性低密度聚乙烯。該技術(shù)產(chǎn)品聚烯烴粉體在氣力輸送過程中，粉體與管壁及空氣產(chǎn)生碰撞、摩擦、剝離等物理現(xiàn)象，使運動粉體在氣力輸送過程中攜帶大量靜電，引發(fā)粘壁和靜電，造成局部閃電粘壁熔料，嚴(yán)重時誘發(fā)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(jī)性也較強(qiáng)，因此本文淺析一種聚烯烴料倉離子風(fēng)靜電消除技術(shù)，能解決大料倉存在的設(shè)備隱患。

1 離子風(fēng)靜電消除技術(shù)結(jié)構(gòu)和原理

本技術(shù)設(shè)備設(shè)施主要由消電系統(tǒng)、測電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和工作站四部分組成，如圖1所示。均采用隔爆及防塵設(shè)計。

圖1 消電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.1 消電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理

消電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jìn)料管和摻混管上安裝；在D8007A、D8008A、D8009A、D8010A、D8011A、D8012A的 進(jìn)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(jìn)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(fēng)靜電消除系統(tǒng)的原理是“離子化+中和”，在粉體氣力輸送管壁上設(shè)置兩圈正負(fù)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(jié)合電荷“同性相斥、異性相吸”這一特性，達(dá)到“中和”的目的，由于介質(zhì)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(chǎn)生正負(fù)離子。當(dāng)帶電物體表面為正電位時，負(fù)離子將其中和；反之，如果表面為負(fù)電位，正離子將其中和。如圖2所示。

圖2 消電系統(tǒng)原理圖

1.2 測電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理

測電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由22臺靜電監(jiān)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(jìn)料管和摻混管上安裝；在D8007A、D8008A、D8009A、D8010A、D8011A、D8012A的 進(jìn)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(jìn)料管上。所有靜電監(jiān)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(fēng)靜電消除系統(tǒng)靜電監(jiān)測原理是采用定容式法拉第筒做單位介質(zhì)電荷量測量，即在管壁邊緣設(shè)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(zhì)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(zhì)，不影響管路介質(zhì)輸送，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示的帶電極性與幅值，調(diào)節(jié)正負(fù)控制電流，控制正負(fù)電流數(shù)據(jù)差在8～12mA之間。

1.3 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理

控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要由22臺靜電分控箱、接線端子、線槽、荷質(zhì)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(jìn)料管和摻混管上安裝；在D8007A、D8008A、D8009A、D8010A、D8011A、D8012A的進(jìn)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(jìn)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(fēng)總管來自于倉頂儀表風(fēng)分配器，分控箱有兩路儀表風(fēng)管與靜電消除器和監(jiān)測器連接，采用Φ10和Φ8的卡套管，材質(zhì)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(shè)備的用電，另一路220VAC市電電源，用于機(jī)柜風(fēng)扇，盤內(nèi)照明和維護(hù)插座等供電，控制柜工敷設(shè)11對電纜去現(xiàn)場各料倉分控箱，規(guī)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(jié)構(gòu)和原理

工作站主要由塔式工作站、CPU、內(nèi)存、硬盤顯示器組成，當(dāng)主電源空氣開關(guān)合上，啟動控制電腦進(jìn)入料倉靜電消除控制系統(tǒng)四個控制畫面，即“摻混料倉進(jìn)料消電操作”、“脫氣料倉摻混消電操作”、“成品料倉進(jìn)料消電操作”、“包裝料倉進(jìn)料消電操作”，各畫面消電系統(tǒng)可獨立操作不設(shè)聯(lián)鎖，消電操作畫面中，每個畫面內(nèi)的6臺設(shè)備消電器設(shè)有聯(lián)鎖，即只要有1臺消電器處于開機(jī)狀態(tài)，其它5臺消電器均處于停機(jī)狀態(tài)。包裝料倉進(jìn)料消電器畫面內(nèi)4臺消電器不設(shè)聯(lián)鎖，可同時開機(jī)。啟動消電系統(tǒng)后，根據(jù)測試數(shù)據(jù)顯示的極性與幅值，調(diào)節(jié)正負(fù)控制電流數(shù)據(jù)，及時做消電調(diào)節(jié)，粉體帶電荷質(zhì)比數(shù)據(jù)為 0．5～1．5μC/kg，靜電消除器高壓腔壓力控制在10～100kPa，正負(fù)高壓模塊控制電流，范圍4～20mA。

2 離子風(fēng)靜電消除技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

離子風(fēng)靜電消除技術(shù)風(fēng)壓數(shù)據(jù)顯示為5～300kPa、負(fù)高壓電流和正高壓電流數(shù)據(jù)顯示8～12mA、荷質(zhì)比0．6，達(dá)到了離子風(fēng)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(fā)料倉粉爆等靜電事故，避免經(jīng)濟(jì)損失。

3 結(jié)語

該技術(shù)采用正壓通風(fēng)保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)有限壓閥和失壓斷電保護(hù)以及通電前換氣延時保護(hù)，接線箱采用隔爆及防塵設(shè)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。

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