聚酯切粒外观质量的影响因素及改进措施

2018-01-24何达

合成纤维工业 2017年6期

何达

(中国石化股份有限公司天津分公司化工部,天津 300271)

中国石化股份有限公司天津分公司(简称天津石化)化工部聚酯装置采用德国吉玛公司五釜流程工艺，装置包括14区、15区两条生产线。14区聚酯熔体全部通过3台并联的切粒机生产半消光聚酯切粒；15区聚酯熔体主要用于半消光聚酯短纤维生产，同时配有1台切粒机用于聚酯切粒生产。随着市场竞争的日益激烈，作为聚酯装置唯一外销产品，聚酯切粒的外观质量要求不断被提升，成为聚酯切粒质量评定的重要因素[1]。在实际生产中，受生产工况、外界环境、人员等各方面因素的影响，聚酯切粒产品外观质量异常现象时有发生，这对生产稳定和产品品质产生消极影响，甚至使企业失去一些固定客户，造成产品滞销，导致企业的经济效益受损。因此，优化控制聚酯切粒外观质量势在必行。

1 聚酯切粒机结构及工作原理

聚酯装置配置2台HSG600H型德国切粒机和2台TSQW600型国产切粒机，用于生产聚酯半消光切粒。以TSQW600切粒机结构为例，由底座、切割装置、导向装置、水分配系统、传动装置、长料预分离器、控制柜、操作台等组件构成。其中，高温聚酯熔体经由切粒机铸带头挤出形成铸条，铸条在溢流水提供动力的带动下，流经导流板，进入切割室，经前后引料辊引入到动、定刀间隙处，经动刀螺旋刃的旋转作用，被切成颗粒。切粒经干燥器脱水干燥后进入振动筛，再输送到包装工段进行成品包装外销,如图1所示。

图1 切粒机系统工艺流程Fig.1 Process diagram of granulation system1—铸带头；2—导流板；3—切粒电机；4—切割室；5—干燥器；6—振动筛

2 聚酯切粒外观质量异常判定标准

根据国标相关规定[2]，各企业对聚酯切粒外观质量要求进行了细化，天津石化制定了聚酯切粒外观质量异常判定标准，见表1。

表1 切粒外观质量异常判定标准Tab.1 Abnormal appearance standard for polyester chips

3 聚酯切粒外观质量异常的原因分析

3.1 操作人员

岗位操作人员责任心不强，操作不规范，质量意识淡薄，发现问题不及时，或发现问题后不能及时处理，这些都是产生切粒外观质量异常的原因。此外，DCS岗位与现场切粒岗位操作人员配合不默契(尤其发生异常时)，也会导致切粒产品出现异状切粒。

3.2 切粒机切刀

切割间隙实际上是指动、定刀之间的间隙，而切割间隙的大小对切削力有着严重的影响。在一定范围内，切割间隙与所需要的切割力成反比，如果调整不好切割间隙，不仅会加速刀具磨损，影响切刀使用寿命，也会对切片质量造成明显的影响，容易出现毛刺、连粒等异状切粒。

引料间隙是指前后引料辊外径之间的径向距离。当生产一定规格的切粒时，铸带条厚度应是相同的。当引料间隙增大时，铸带条与两个引料辊之间的摩擦力减小，相应的动刀对铸带条的拉力也减小，铸带条进入动刀的速度变慢，出现异常切粒；当引料间隙进一步增大时，铸带条将不能引入前后引料辊之间，熔体堆积在生头板上，引起光电故障报警，导致熔体放流；反之，如果引料间隙太小，切粒颗粒将会呈现扁平状。

3.3 生产负荷调整

在装置提、降产或切粒机之间转产过程中，由于切粒机产量的变化，需要及时调节刀速。如果切粒的刀速提升过快，会产生小切粒；如果刀速调整过慢，会造成超大切粒，并造成切粒的粘连，严重时会堵塞干燥器及振动筛，造成切粒机的异常停车。因此，在切粒机负荷变化期间，严格控制100粒切粒质量在(3.20±0.15)g，及时调整切粒刀速与质量相匹配，避免出现切粒粒重超标。

3.4 工艺调节

影响切粒质量的主要工艺参数有溢流水流量、喷淋水流量、切刀转速、脱盐水温度等。水流量、水温度的控制因人而异，手法各不相同，切刀转速基本由操作人员根据生产负荷掌握。尤其装置产量波动时，切粒机负荷发生变化，水流量没及时调节到最佳点，与负荷变化不匹配，缺乏最佳工艺参数配合，导致熔体铸条不稳定，容易相互粘连产生粘粒、并粒等异状切粒。

3.5 脱盐水

聚酯切粒系统的脱盐水分为溢流水、喷淋水、输送水三部分，在切粒生产过程中起到冷却、输送作用，对切粒的外观质量具有较大的影响。脱盐水对切刀使用也有一定影响，脱盐水可以及时带走切削过程中产生的热量，减缓切刀磨损速度，有一定的润滑作用，但脱盐水的纯净度直接影响切刀使用寿命。

在切粒机运行过程中，由于溢流水、喷淋水、输送水三者流量与切粒机产量负荷匹配不当，使水流量过大，超出干燥器工作负荷，水分离效果下降，干燥器未能使水与切粒完全分离，使部分水带入切片中，造成切粒含水量超标。

当切粒脱盐水水温过低，会导致切粒过度冷却，使切粒进入干燥器时没有足够的热量蒸发切粒表面的水分，也是导致切粒含水量超标的重要因素。

在铸带条被切粒成形后，如果切粒脱盐水温度过高或切粒脱盐水水量过小，未能将切粒颗粒完全冷却时，切粒内部温度仍会较高，再经干燥除水后，在后续的振动筛筛选和切片贮罐中就会因内部热量传导，使切粒外表软化，导致出现两个粒子或多个粒子相互粘结，形成粘粒，严重时切粒大量粘结成块，堵塞输送管道。

综上分析，在聚酯切粒整个生产过程中，影响聚酯切粒外观质量的主要因素见表2。

表2 异状切粒超标的原因Tab.2 Reasons for excess abnormal chips

4 聚酯切粒外观质量的改进措施

4.1 提高操作人员技能水平

(1)通过有针对性的进行现场模拟操作技能培训；(2)加强岗位练兵，组织班组劳动竞赛，调动职工的积极性和自主性；(3)加强切粒岗位培训、考核，规范切粒岗位的操作标准细则和注意事项；(4)加强班组团队意识建设，提高DCS人员与现场人员的配合默契度。

4.2 及时调整生产负荷

随着切粒机负荷变化及时调节刀速；调节刀速幅度要均匀缓慢，避免出现过小或过大切粒；调试刀速中用目测法调节刀速，结束后及时称量标定粒重，控制100粒质量为(3.20±0.15)g。

4.3 工艺参数调节

对各台切粒机性能进行评定，根据负荷进行参数优化，找到各自对应的切刀转速，喷淋水和溢流水量,保证切粒机的长满优运行；在不同生产状态下，匹配相应最佳参数。

4.4 间隙的优化调整

切割间隙，引料间隙是切粒机切刀调整的核心。切割间隙的标准要求较高，应控制在0.03～0.04 mm。因为切割间隙过大过小或不均匀，都会对刀具寿命产生影响，而且该间隙的调整需按一定程序进行，紧固顺序和力矩也均有要求。引料间隙的调整则要保证适当均匀，合适的引料间隙为1.7～1.8 mm。

4.5 切粒水参数的调整优化

切粒水参数的调整主要是流量和温度。操作人员要在不同工况下将切粒水流量、温度调整到相匹配的条件。温度一般控制在29～34 ℃，而输送水流量一般为10～15 t/h。为保证切粒水的清洁，采取优化措施有：增加水过滤器清扫频次，及时更新水滤布，定期清扫脱盐水罐，强化切粒预知性维修，用蒸汽清扫溢流水、喷淋水、输送水管线内异物并彻底清扫脱盐水系统。