擠壓造粒系統(tǒng)電氣穩(wěn)定運行要點淺析

岳凱

摘要：簡述低密度聚乙烯（LLDPE）裝置擠壓造粒系統(tǒng)工藝流程、聯(lián)鎖條件，電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要性。分析總結電氣設備技術要點，在主擠壓機運行方式，熔融泵、切粒機變頻器及重要設備抗晃電、聯(lián)鎖控制，熱油加熱器精準控制，備品備件優(yōu)化選擇方面，提出提高擠壓造粒系統(tǒng)電氣穩(wěn)定運行的觀點和建議。

關鍵詞：擠壓造粒；聯(lián)鎖；晃電

1引言

擠壓造粒系統(tǒng)是LLDPE裝置中非常重要的工序，LLDPE裝置電氣專業(yè)的維護重點及難點就在此處，該系統(tǒng)內(nèi)的電氣設備工藝、電氣聯(lián)鎖多，控制精度要求高。主擠壓機電機功率大、啟動及運行復雜。熔融泵、切粒機采用高壓變頻、大功率變頻，控制復雜，維護難度大。油泵電機等重要設備要求防晃電能力高，模板熱油加熱器須精準控制，重要設備的備件準備都至關重要。電氣設備的穩(wěn)定運行直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量及系統(tǒng)穩(wěn)定性，因此要在電氣設計、施工、維護階段嚴格把控，務必確保裝置安全、可靠、穩(wěn)定運行。

2 擠壓造粒系統(tǒng)電氣穩(wěn)定運行要點

2.1 LLDPE擠壓造粒系統(tǒng)工藝流程簡述

LLDPE聚合單元產(chǎn)出的粉料樹脂和添加劑經(jīng)緩沖料斗進入連續(xù)混煉機中融化并混合，樹脂性質(zhì)改變。混煉機將融化的樹脂直接加入熔融泵的吸入口，該泵可產(chǎn)生迫使樹脂通過篩網(wǎng)和模板所必須的壓力。篩網(wǎng)起過濾雜質(zhì)和平均分配壓力的作用。熔融泵的速度可調(diào)，通過吸入口壓力來控制，切粒機的速度由熔融泵速度來控制。通過篩網(wǎng)后的熔融樹脂從模孔中不斷被擠出，同時緊貼模板的切刀在切粒機電機的驅動下不斷旋轉切粒，將擠出的樹脂在水室切成一定規(guī)格的顆粒，并被循環(huán)冷卻水冷卻，輸送至脫塊器。顆粒大小可根據(jù)需要調(diào)節(jié)切粒機的轉速來實現(xiàn)。

在造粒過程中，顆粒水將粒料冷卻并輸送至脫塊器，在脫塊器中脫除塊料，顆粒和水的混合物進入干燥器，并除去大部分水，水返回到顆粒水箱，顆粒進入到干燥器中，通過與干燥器相連的除濕風機將粒料所攜帶少量水分進一步脫除，粒料進入振動篩后經(jīng)過質(zhì)量流量計進入緩沖料倉，通過顆粒下料旋轉閥，在風送系統(tǒng)作用下最終輸送到摻混料倉。

2.2主擠壓機電機與控制方式選擇

根據(jù)工藝運行需求，主機（13300kw）在變頻調(diào)速與齒輪箱調(diào)速都可以的前提下，選擇控制更加直接的齒輪箱調(diào)速。根據(jù)電網(wǎng)不同運行方式下的計算，母線、端部壓降都能滿足，決定采用在35kv總母線上直取電源，經(jīng)過31.5MVA 35/10kv變壓器，能夠實現(xiàn)兩級母線壓降對其他設備的無擾動，以及電機的正常的啟動。節(jié)省了對高壓變頻器、自耦降壓啟動柜的資產(chǎn)成本和日后的維護成本。

2.3擠壓系統(tǒng)重要設備的抗晃電措施

在供電系統(tǒng)晃電時，電壓可能會低至電氣設備失去控制功能，時間可能會長至備用電源切換的時間，一般在1-2s之間。一旦發(fā)生晃電，擠壓系統(tǒng)的電氣設備將面臨巨大的停車壓力，因此抗晃電措施就顯得尤為重要。

（1）母線快切、備自投投用

各裝置配電室10kV、660V兩種電壓等級均為兩路電源供電，且互為備用，現(xiàn)場電動機等負荷基本上平均分配在這兩段電源上，一路電源失電后，另外一路電源可以自動切換過去把兩段負荷全部帶上供電，萬華工業(yè)園要求的兩路電源互相切換時間為：10kV 0.8秒；660V 1.3秒。

在接觸器跳閘線圈未動作條件下，10kV電動機失去電壓轉速下降0.8秒后可以自動啟動，在接觸器線圈閉合條件下，660V非變頻電動機失去電壓轉速下降1.3秒后可以自動啟動。

（2）啟動切粒機電動機變頻器失電穿越

660V變頻電動機失去電壓后，我們可以在變頻器側加裝蓄電池從技術實現(xiàn)電動機2秒內(nèi)電壓穩(wěn)定且轉速不下降，或者開啟來電自啟和時間穿越功能。

切粒機在晃電后，能夠在慣性力的帶動下，堅持約2s左右時間，此期間切的顆粒將不均勻，較大，影響少部分產(chǎn)品質(zhì)量，特大塊料將直接濾除，稍大一點的料在摻混后可忽略不計。因此只需開啟失電穿越功能，可通過電機負載的轉動慣量將機械能轉化為電能，保持變頻器直流母線電壓恒定，當電網(wǎng)電壓恢復后變頻器將帶動電機快速恢復到電壓降低前的轉速。

（3）熔融泵電動機變頻器失電穿越功能簡述

熔融泵屬高壓變頻，采用TMEIC品牌。在晃電時電壓低于75%以下，可以低到0%，控制回路電壓檢測130V，可以低到0%，開始執(zhí)行晃電功能。如果電壓在0-0.3s內(nèi)恢復，變頻器執(zhí)行瞬停不停機功能，晃電期間電機轉矩電流瞬時停止輸出，勵磁電流保持運行。如果電壓在0.3s-2s內(nèi)恢復，最長6s（根據(jù)工藝運行特性，切粒機不能超過兩秒，否則將會堵塞管線），變頻器執(zhí)行瞬停再啟動功能，晃電期間轉矩電流和勵磁電流瞬時停止輸出，網(wǎng)側電壓恢復時馬上輸出電流，保持運行。

（4）普通低壓變頻器帶的設備

工藝如有需要，可以通過解除低電壓報警停機功能，開啟來電自啟功能，并將母線跌落電壓設置在能夠承受的最小值，一般在50%左右，即可實現(xiàn)其抗晃電功能。

（5）根據(jù)工藝和電網(wǎng)條件，做好普通機泵的抗晃電必要性研究

一般來說，失電后對生產(chǎn)流程擾亂較大、影響安全、經(jīng)濟損失較大的電動機可以考慮實現(xiàn)抗晃電功能，但是，前提是電動機失電后實現(xiàn)自啟動，這些需要與其相關的工藝生產(chǎn)、儀表聯(lián)鎖及設備自身情況允許才行。

多數(shù)電動機同時啟動會對上級電網(wǎng)造成很大沖擊，會影響我們上級變壓器容量的選擇，因此，如果在設計階段就能確定下來需要自動啟動的電動機，這樣會對設備選擇有利。如果設備選擇確定后，后期再實現(xiàn)電動機抗晃電功能的話，就需要依據(jù)變壓器容量，來核算允許自啟動電動機的數(shù)量和容量了（不一定想要抗晃電的電動機都能實現(xiàn)）。

2.4模板熱油加熱器的精準控制

模板熱油加熱器主要是為切粒機的模板加熱，確保出口在水下切粒的狀態(tài)下仍保持穩(wěn)定的溫度，因此對精度要求很嚴格。本裝置的熱油加熱器為9組40kw獨立加熱器，通過PLC和溫控器配合使用，最終實現(xiàn)精準控制，電源是與氮氣加熱器共用一臺干式變壓器，能減少對其他設備的諧波干擾。

3總結

以上從主擠壓機啟動方式選擇，電氣設備抗晃電等方面簡述了提高擠壓造粒單元電氣運行穩(wěn)定性的一些措施和建議。由于剛進入項目的詳細設計階段，因此很多方面還沒有最終確定，馬上將要進行設計聯(lián)絡會，我準備了一套詳細的對接問題，如同仁有好的見解請及時指出，我將對此表示感謝。

參考文獻

[1]中國航空設計研究院組編.工業(yè)與民用配電設計手冊.中國電力出版社.2017

[2]李福榮.供電可靠性提高技術.中石化石油工程設計有限公司.2016

（作者單位：萬華化學集團股份有限公司（設備管理部）