ZSK320挤压造粒机在线自动换网经验总结
陈兴锋，牟 达，姚圣兵
(中国石油广西石化公司，广西钦州535000)
摘要：介绍了ZSK320系列挤压造粒机的结构，讨论了SWZ7000换网器在换网过程中遇到的问题并提出了解决方法。通过采取调节挤压造粒机负荷、调节筒体及模板温度、清理换网器滑道并涂抹硅油、调整节流阀开度等措施，控制了熔融泵的进出口压差，从而提高了在线自动换网的成功率，保证了挤压造粒机的长周期连续平稳运行。
关键词：ZSK320挤压造粒机；在线自动换网；熔融泵进出口压差
中图分类号：TQ051.9+3 文献标识码：B 文章编号：1671-9905(2018)10-0064-03
中国石油广西石化公司生产四部聚丙烯车间采用德国Coperion公司20万t·a-1的ZSK320系列挤压造粒机，用的是SWZ7000换网器，换网器滤网是100目和150目的。本文对SWZ7000换网器在换网过程中遇到的问题进行了分析，并提出了相应的解决方法，包括调节挤压造粒机负荷、调节筒体及模板温度、清理换网器滑道并涂抹硅油、调整节流阀开度等，以控制熔融泵的进出口压差，从而提高在线自动换网的成功率，保证挤压造粒机的长周期连续平稳运行。
1 ZSK320挤压造粒机结构
挤压造粒系统由主电机及辅助电机（YM-7001）、主齿轮箱（YR-7001）、进料料斗（Y-6211）、
筒体、节流开车阀（YM-7002）、熔融泵及电机（YM-7004）、换网器（Y-7005）、切粒机（Y-7007）、液压油系统以及粒料处理系统等组成（图1）。
图1 挤压造粒主要系统
挤压机筒体共有9段，根据螺杆的捏合块形式，分为输送区、塑化区、混炼剪切区、脱气区、均化区、加压区。筒体采用冷、热油系统进行调温控制，其中第一段筒体采用的是循环水冷却，且筒体驱动端配有专用的WOODEX密封（螺杆密封），使用低压氮气作为密封。冷、热油系统介质均为导热油，采用电加热的方式，其中脱气段导热油筒体只有热油系统，没有冷油进行调节，脱气系统带有3个脱气罐和特殊设计的脱气口。
节流开车阀（YM-7002）直接连接到最后一个混炼螺杆的截面上，调整内置节流阀瓣，可以影响熔体能量的储存或转移到加工部分。节流阀瓣被设计成一个圆盘，两个点绕着一个水平轴旋转，由电机驱动进行左右调整，在轴上设置的电位器决定节流瓣的位置指示。开车阀由1个阀体和驱动机构组成，在壳体中集成的启动阀由1个主轴和1个液压旋转动作执行机构组成，该主轴可开启和关闭，被用来确定熔体的排放方向，开启时，处理部分的熔体被排放
到地板上，以防止非规范熔体到达下游部件，当主轴旋转90°时，熔体流动到下游处理单元。
熔融泵位于开车节流阀后，其作用是增加物料压力，满足换网器和切粒机的压力。熔融泵包括变频电机、齿轮箱、齿轮泵等部分。其中齿轮箱设有润滑油系统，带有2台油泵，1个油冷却器，2个互为备用的油过滤器。齿轮泵本体带有1套油温控制系统，温度控制系统有油加热和冷却两个系统。
在复合装置中，需要通过筛网来过滤热塑性熔体（图2）。换网器（Y-7005）通过螺栓连接到挤压机上下游单元，主要由3个部分组成：1）外壳，安装在支座上。外壳上的冷却板用于防止熔体从密封间隙流出，冷却板与除盐水冷却水回路相连；2）滑板，安装在外壳的座孔内，滑板上有2个孔，各装1个过滤网；3）支座，换网器安装在支座上，由支座吸收换
网器因热膨胀产生的轴向位移。支座的装配面决定换网器轴向的精确对准，用固定器将支座锚固在基础上；4）滑动门，上装有机械锁，由按键传递系统控制关闭的门位置，只有当所有滑门都关闭时，才能移动滑板。
图2 换网器结构
如图3所示，每个过滤网片包括以下组件：网芯固定板、支撑架、网芯。经过高温加热后，液压缸能在3s内将滑板移至对面位置。切换时，滑动板由液压缸沿横向向熔体流动方向移动，滑动板从一个过滤器插入到另一个过滤器内完成过滤网切换，移动滑板所需的动力由单独安装的液压单元提供。
图3 滤网结构
聚丙烯熔融物料从换网器流入到模板，切粒机（Y-7007）的旋转切刀将模板孔流出的物料在模板表面切成均匀的颗粒。切粒水从下部流入到切粒水室，颗粒被切粒水冷却后随切粒水流到离心式干燥器进行干燥分离。干燥分离后的物料进入振动筛（Y-7013）进行分级筛检，合格的物料进入挤压机组出料料斗后，通过风送系统送到合格料仓，然后送到库房进行包装。经干燥器分离下来的切粒水，经过滤器过滤后进入切粒水箱（D-7008）循环使用。
2 ZSK320在线自动换网出现的问题及解决方法
2.1 在线自动换网遇到的问题
自2010年9月挤压造粒机组投入运行开始，由于种种原因，一直无法实现在线自动换网。2013年3月大检修期间，邀请Coperion工程师对换网器进行了调试，仍未能实现在线自动换网。调研发现有以下几方面的原因：1）动力不足，换网器液压油系统储能器的压力不够，导致切换速度慢；2）液压换向系统动作慢，液压油脏，导致电磁阀卡塞；3）换网器液压缸内部活塞的密封件损坏；4）最主要的原因，是每次换网过程中都会出现熔融泵进出口压差（PD41420/PV）高报联锁（20.787MPa），导致停车。
2.2 解决方法
2.2.1 换网器液压油系统的解决方案
1）在2016年大检修期间，对储能器进行了检查，消除了接管漏点，保持压力维持在正常范围之内，离线切换动作快速灵活；
2）更换整个系统的液压油，清理油箱并更换液压油过滤器，保证整个液压油系统干净；
3）更换了换向电磁阀，保证切换顺畅；
4）对换网器液压油缸内部活塞密封件进行了检查和更换。
2.2.2 熔融泵进出口压差高报联锁停车的解决方案
由大量的换网实践经验发现，PD41411/PV和PD41421/PV两个压力信号在换网过程中基本不会出现单独触发联锁停车的情况，绝大多数情况都是熔融泵进出口压差（PD41420/PV）高报导致联锁停车。同时，对PD41420/PV的压力趋势图进行认真分析后发现，从换网开始到PD41420/PV采集到换网压力峰值，这之间大概有3~5s的时间延迟，如果压力的峰值在这个时间段内越快通过，那么在线自动换网的成功率就会越高；反之，如果超过5s或以上，那么换网成功率就会很低，甚至会导致换网失败。因此，熔融泵进出口压差（PD41420/PV）大概有3~5s左右的时间，让切换过滤网时产生的压力峰值通过，如果在这个时间段内，切换过滤网的压力峰值还未通过，且超过了PD41420/PV的连锁逻辑值，势必会造成在线自动换网的失败。因此我们考虑通过两个途径来提高在线自动换网的成功率：一是在切换过程中通过调节挤压造粒机的各参数，保证在切换过程中，熔融泵进出口压差峰值（16.87MPa）不超过逻辑联锁值（表1）；二是在切换过程中，使熔融泵进出口压差峰值在采集波峰信号的延迟时间内快速通过，使得PD41420/PV采集到的是波峰后的数据，保证采集到的压力值不超过逻辑连锁值。
表1 L5E89在线自动换网前后参数对照表
从以上两点可以看出，要想提高在线自动换网的成功率，一方面要提高在线换网的速率，另一方面要降低换网过程中熔融泵进出口压差的峰值。目前我们采取的措施有：
1）提前4h将备用滤网安装到位，测量过滤网安装口平面尺寸，确保完全安装入内，保证备用过滤网预热正常，并提前0.5h关闭换网器冷却水，提高备用滤网的温度，降低物料通过滤网时的阻力，从而降低熔融泵进出口压差；
2）清理换网器滑道，涂抹上硅油，保持滑道的清洁，便于滑道在切换时快速通过，从而提高换网速率；
3）根据不同的生产牌号和熔融指数，调整节流阀开度和生产负荷，保证熔体具备一定的穿透速率。需要注意的是，节流阀开度和生产负荷的控制需要根据实践经验进行调整，负荷过高，熔融泵前后压差会上升，负荷过低，则会对穿透速率造成一定影响。另外还可以适当提高筒体导热油温度和模板温度，增加熔体的流动性，降低流体阻力。
3 结论
本文对挤压造粒机在线自动换网时遇见的问题进行探讨，得出结论，要想提高在线自动换网的成功率，一是要调节各参数，降低换网过程中熔融泵进出口压差的峰值；二是要提高在线换网的速率，让熔融泵进出口压差的峰值尽快通过，使得PD41420/PV采集到的数据不超过逻辑连锁值。总的来说就是保证换网器的换网速率，并通过调节挤压机的生产负荷、节流阀开度、熔体温度等，使得在减少熔体阻力的同时，又让其保持一定的穿透速率，能够快速通过切换过来的备用过滤网，从而提高在线自动换网的成功率。
参考文献：
[1]闫晓东.CWPZSK350挤压机运行优化控制[J].内蒙古石油化工，2013(13)：77-78.
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