擠壓造粒系統(tǒng)電氣穩(wěn)定運(yùn)行要點(diǎn)淺析

岳凱

摘要：簡(jiǎn)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(yùn)行的重要性。分析總結(jié)電氣設(shè)備技術(shù)要點(diǎn)，在主擠壓機(jī)運(yùn)行方式，熔融泵、切粒機(jī)變頻器及重要設(shè)備抗晃電、聯(lián)鎖控制，熱油加熱器精準(zhǔn)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(yùn)行的觀點(diǎn)和建議。

關(guān)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(hù)重點(diǎn)及難點(diǎn)就在此處，該系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備工藝、電氣聯(lián)鎖多，控制精度要求高。主擠壓機(jī)電機(jī)功率大、啟動(dòng)及運(yùn)行復(fù)雜。熔融泵、切粒機(jī)采用高壓變頻、大功率變頻，控制復(fù)雜，維護(hù)難度大。油泵電機(jī)等重要設(shè)備要求防晃電能力高，模板熱油加熱器須精準(zhǔn)控制，重要設(shè)備的備件準(zhǔn)備都至關(guān)重要。電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)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(shè)計(jì)、施工、維護(hù)階段嚴(yán)格把控，務(wù)必確保裝置安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

2 擠壓造粒系統(tǒng)電氣穩(wěn)定運(yùn)行要點(diǎn)

2.1 LLDPE擠壓造粒系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)述

LLDPE聚合單元產(chǎn)出的粉料樹(shù)脂和添加劑經(jīng)緩沖料斗進(jìn)入連續(xù)混煉機(jī)中融化并混合，樹(shù)脂性質(zhì)改變?；鞜挋C(jī)將融化的樹(shù)脂直接加入熔融泵的吸入口，該泵可產(chǎn)生迫使樹(shù)脂通過(guò)篩網(wǎng)和模板所必須的壓力。篩網(wǎng)起過(guò)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(guò)吸入口壓力來(lái)控制，切粒機(jī)的速度由熔融泵速度來(lái)控制。通過(guò)篩網(wǎng)后的熔融樹(shù)脂從?？字胁粩啾粩D出，同時(shí)緊貼模板的切刀在切粒機(jī)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下不斷旋轉(zhuǎn)切粒，將擠出的樹(shù)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(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在造粒過(guò)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(jìn)入干燥器，并除去大部分水，水返回到顆粒水箱，顆粒進(jìn)入到干燥器中，通過(guò)與干燥器相連的除濕風(fēng)機(jī)將粒料所攜帶少量水分進(jìn)一步脫除，粒料進(jìn)入振動(dòng)篩后經(jīng)過(guò)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)入緩沖料倉(cāng)，通過(guò)顆粒下料旋轉(zhuǎn)閥，在風(fēng)送系統(tǒng)作用下最終輸送到摻混料倉(cāng)。

2.2主擠壓機(jī)電機(jī)與控制方式選擇

根據(jù)工藝運(yùn)行需求，主機(jī)（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(yùn)行方式下的計(jì)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(guò)31.5MVA 35/10kv變壓器，能夠?qū)崿F(xiàn)兩級(jí)母線壓降對(duì)其他設(shè)備的無(wú)擾動(dòng)，以及電機(jī)的正常的啟動(dòng)。節(jié)省了對(duì)高壓變頻器、自耦降壓?jiǎn)?dòng)柜的資產(chǎn)成本和日后的維護(hù)成本。

2.3擠壓系統(tǒng)重要設(shè)備的抗晃電措施

在供電系統(tǒng)晃電時(shí)，電壓可能會(huì)低至電氣設(shè)備失去控制功能，時(shí)間可能會(huì)長(zhǎng)至備用電源切換的時(shí)間，一般在1-2s之間。一旦發(fā)生晃電，擠壓系統(tǒng)的電氣設(shè)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(jí)均為兩路電源供電，且互為備用，現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)等負(fù)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(dòng)切換過(guò)去把兩段負(fù)荷全部帶上供電，萬(wàn)華工業(yè)園要求的兩路電源互相切換時(shí)間為：10kV 0.8秒；660V 1.3秒。

在接觸器跳閘線圈未動(dòng)作條件下，10kV電動(dòng)機(jī)失去電壓轉(zhuǎn)速下降0.8秒后可以自動(dòng)啟動(dòng)，在接觸器線圈閉合條件下，660V非變頻電動(dòng)機(jī)失去電壓轉(zhuǎn)速下降1.3秒后可以自動(dòng)啟動(dòng)。

（2）啟動(dòng)切粒機(jī)電動(dòng)機(jī)變頻器失電穿越

660V變頻電動(dòng)機(jī)失去電壓后，我們可以在變頻器側(cè)加裝蓄電池從技術(shù)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)2秒內(nèi)電壓穩(wěn)定且轉(zhuǎn)速不下降，或者開(kāi)啟來(lái)電自啟和時(shí)間穿越功能。

切粒機(jī)在晃電后，能夠在慣性力的帶動(dòng)下，堅(jiān)持約2s左右時(shí)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(diǎn)的料在摻混后可忽略不計(jì)。因此只需開(kāi)啟失電穿越功能，可通過(guò)電機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，保持變頻器直流母線電壓恒定，當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)后變頻器將帶動(dòng)電機(jī)快速恢復(fù)到電壓降低前的轉(zhuǎn)速。

（3）熔融泵電動(dòng)機(jī)變頻器失電穿越功能簡(jiǎn)述

熔融泵屬高壓變頻，采用TMEIC品牌。在晃電時(shí)電壓低于75%以下，可以低到0%，控制回路電壓檢測(cè)130V，可以低到0%，開(kāi)始執(zhí)行晃電功能。如果電壓在0-0.3s內(nèi)恢復(fù)，變頻器執(zhí)行瞬停不停機(jī)功能，晃電期間電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流瞬時(shí)停止輸出，勵(lì)磁電流保持運(yùn)行。如果電壓在0.3s-2s內(nèi)恢復(fù)，最長(zhǎng)6s（根據(jù)工藝運(yùn)行特性，切粒機(jī)不能超過(guò)兩秒，否則將會(huì)堵塞管線），變頻器執(zhí)行瞬停再啟動(dòng)功能，晃電期間轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流瞬時(shí)停止輸出，網(wǎng)側(cè)電壓恢復(fù)時(shí)馬上輸出電流，保持運(yùn)行。

（4）普通低壓變頻器帶的設(shè)備

工藝如有需要，可以通過(guò)解除低電壓報(bào)警停機(jī)功能，開(kāi)啟來(lái)電自啟功能，并將母線跌落電壓設(shè)置在能夠承受的最小值，一般在50%左右，即可實(shí)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(jī)泵的抗晃電必要性研究

一般來(lái)說(shuō)，失電后對(duì)生產(chǎn)流程擾亂較大、影響安全、經(jīng)濟(jì)損失較大的電動(dòng)機(jī)可以考慮實(shí)現(xiàn)抗晃電功能，但是，前提是電動(dòng)機(jī)失電后實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)，這些需要與其相關(guān)的工藝生產(chǎn)、儀表聯(lián)鎖及設(shè)備自身情況允許才行。

多數(shù)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)會(huì)對(duì)上級(jí)電網(wǎng)造成很大沖擊，會(huì)影響我們上級(jí)變壓器容量的選擇，因此，如果在設(shè)計(jì)階段就能確定下來(lái)需要自動(dòng)啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，這樣會(huì)對(duì)設(shè)備選擇有利。如果設(shè)備選擇確定后，后期再實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)抗晃電功能的話，就需要依據(jù)變壓器容量，來(lái)核算允許自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的數(shù)量和容量了（不一定想要抗晃電的電動(dòng)機(jī)都能實(shí)現(xiàn)）。

2.4模板熱油加熱器的精準(zhǔn)控制

模板熱油加熱器主要是為切粒機(jī)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(duì)精度要求很嚴(yán)格。本裝置的熱油加熱器為9組40kw獨(dú)立加熱器，通過(guò)PLC和溫控器配合使用，最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，電源是與氮?dú)饧訜崞鞴灿靡慌_(tái)干式變壓器，能減少對(duì)其他設(shè)備的諧波干擾。

3總結(jié)

以上從主擠壓機(jī)啟動(dòng)方式選擇，電氣設(shè)備抗晃電等方面簡(jiǎn)述了提高擠壓造粒單元電氣運(yùn)行穩(wěn)定性的一些措施和建議。由于剛進(jìn)入項(xiàng)目的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，因此很多方面還沒(méi)有最終確定，馬上將要進(jìn)行設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，我準(zhǔn)備了一套詳細(xì)的對(duì)接問(wèn)題，如同仁有好的見(jiàn)解請(qǐng)及時(shí)指出，我將對(duì)此表示感謝。

參考文獻(xiàn)

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[2]李福榮.供電可靠性提高技術(shù).中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公司.2016

（作者單位：萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司（設(shè)備管理部）