HDPE裝置擠壓造粒系統長周期運行淺析

韓楊（中沙（天津）石化有限公司天津300270）

1 造粒系統流程簡介

經過高低壓閃蒸系統后的粉料，由粉料風機直接送入粉料倉。料倉底部的旋轉閥將粉料送出，然后經由螺旋輸送器并摻加添加劑送入造粒機組，而后經過混煉機混煉，熔融泵擠壓，進入切粒水室進行水下切粒。粒料由切粒水系統輸送至干燥器內，經離心脫水干燥后進入振動篩送進粒料倉。

2 影響系統運行的主要因素

2.1.1 產品牌號的熔融指數

對同牌號產品來講，熔融指數低則料會過硬，熔融指數高則料會過軟，所以對于不同牌號，將熔融指數控制好就會有利于造粒機組的運行。

每次聚合反應開車時都會產生一些過渡料，這些粉料的熔融指數很不正常，這些粉料中有大量的分子量較高的長鏈高密度聚乙烯分子。這種分子量較高的粉料進入混煉機筒體后，混煉機機組的螺桿剪切力會很高，而且也很容易出現熔體不容易被送走，從而導致混煉機電機過載而停止運行。如果連鎖保護裝置未起作用，主電機將會燒毀，導致造粒長時間的停車，從而使整個裝置長時間停產。

生產過程中，熔體在造粒機組內的流動狀態直接影響到機組的正常運行。最直觀體現物料流動狀態的考慮參數為篩網前后的壓力，但是由于不同物料經過不同目數的篩網后壓力變化不同，所以主要還是考慮篩網前的壓力。在產量及閘板閥開度不變的情況下，篩網前的壓力隨著熔融指數的增加而不斷下降。物料在機組內是以熔融狀態存在，可以視為黏性流體運動，從而其流量可以按照流體動力學公式求得。

Q=K△P/μ

公式中Q為造粒機組內熔體的總流量；K為常數（與螺桿的幾何常數有關）；△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，當生產負荷不變的情況下（即Q為定值），隨著熔體的粘度μ的變小（熔融指數的升高），篩網前后的壓差△P也隨著變小。但是熔融指數與熔體粘度并非線性關系，當熔融指數降低時，篩網的壓差也會隨著升高，當升高到20MPa時，機組連鎖保護啟動，造粒機組停車。

2.1.2 應對的主要方法

由于每種產品牌號都有不同的熔融指數，而每次開車時的過渡料的熔融指數都不是很穩定，所以在造粒機組開車時，在開車閥處拉料就能直觀的體現出不同熔融指數的物料的混煉程度。調節混煉程度的主要手段就是調節混煉機閘板閥的開度。邊拉料邊調節，直到流出的物料熔融狀態達要求后，造粒機組可以正常開車。

2.3.1 造粒機組進料

裝置早期生產時，生產波動會達到5-8t/h。這種大范圍的下料波動對機組本身有很大的損害，明顯的可以聽到機組運轉聲音較大，各方面的振動也都相對較高。機組的負荷不穩定，這就意味著粉料進入混煉機時是脈動進料，混煉機螺桿所受到的剪切力波動也會較高。造粒機組的平穩運行留下了一大隱患。

添加劑是保證產品質量的重要部分。它隨著粉料下料線一同進入到混煉機內。裝置早期生產過程中多次發生添加劑管線堵塞，甚至發生添加劑稱損壞的現象。若添加劑下料管線堵塞，添加劑不能及時加入到粉料中，造粒機組產出的粒料將變成不合格的產品。這直接影響到了產品的質量。

2.3.2 進料系統的改造措施

粉料下料是靠重力下料，下料的過程中粉料向下，管道中的氣體會向上并聚集在下料轉閥的入口處，當聚集的氣體到一定量時，汽包破裂，粉料就出現周期行的下料波動。由此可見，將轉閥入口處的氣體引走成為了解決問題的關鍵。在轉閥入口加裝一個排氣裝置，將聚集的這部分氣體再引入轉閥下的下料管線內。經改造后，下料波動消除，造粒機組振動明顯變小，運行聲音也大幅降低。

添加劑系統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，溫度會高于添加劑的熔點。這就造成了添加劑融化、粘聯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料器內（螺旋進料器頂部為常溫），避免了添加劑的高溫融化。改造后的管道使用效果明顯，從未出現過堵塞現象，保證了產品的質量。

2.4.1 換篩器篩網

在粉料生產過程中，難免會有一些雜質產生，而所有的雜質都會被攔截在換篩器的篩網處。當換篩器表面的雜質過多時，壓差也會有所增加。長時間不更換干凈的篩網也會導致熔體通過篩網困難，而在正常生產的過程中更換篩網是要降低將近一半的生產負荷的，這就直接導致了造粒系統的生產波動。在生產過程中這種操作很容易增加誤操作的機會，從而出現次生現象的造粒系統停車。

2.4.2 換篩器的主要應對措施

本裝置生產牌號多樣化，每個月都會有至少1次以上的停車切牌號機會。當篩網在使用過程中，壓差有明顯的上升趨勢或是經過多次切換牌號后，都應在切牌號停車的機會時更換篩網。這樣就能確保不會在正常生產的過程中進行換篩網的操作。

2.5.1 換篩器后的模板

模板的主要可調因素只有一點：模板本身的溫度。本裝置的模板溫度是由高壓蒸汽加熱來進行控制，溫度達到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。當生產熔融指數較低的產品時，堵塞模孔的幾率增加，開孔率會有明顯的下降，模頭的壓力會有明顯的升高，產品會出現大量的小粒子，而模頭壓力達到一定值后也會使造粒機組連鎖停車。

2.5.2 應對的主要方法

根據生產牌號的不同，適當的調節模板的溫度，可以有效的保證熔體的流動率。當生產高熔融指數的產品時，為了降低熔體的流動性，保證較好的切粒效果，可以適當的降低模板溫度，反之亦然。當每次停車切牌號的時候也可以用一些清理模孔的專用工具對模板進行清理，這樣也能有效的提高模板的開孔率。

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