挤压造粒系统电气稳定运行要点浅析

岳凯

摘要：简述低密度聚乙烯（LLDPE）装置挤压造粒系统工艺流程、联锁条件，电气系统稳定运行的重要性。分析总结电气设备技术要点，在主挤压机运行方式，熔融泵、切粒机变频器及重要设备抗晃电、联锁控制，热油加热器精准控制，备品备件优化选择方面，提出提高挤压造粒系统电气稳定运行的观点和建议。

关键词：挤压造粒；联锁；晃电

1引言

挤压造粒系统是LLDPE装置中非常重要的工序，LLDPE装置电气专业的维护重点及难点就在此处，该系统内的电气设备工艺、电气联锁多，控制精度要求高。主挤压机电机功率大、启动及运行复杂。熔融泵、切粒机采用高压变频、大功率变频，控制复杂，维护难度大。油泵电机等重要设备要求防晃电能力高，模板热油加热器须精准控制，重要设备的备件准备都至关重要。电气设备的稳定运行直接影响产品的产量、质量及系统稳定性，因此要在电气设计、施工、维护阶段严格把控，务必确保装置安全、可靠、稳定运行。

2 挤压造粒系统电气稳定运行要点

2.1 LLDPE挤压造粒系统工艺流程简述

LLDPE聚合单元产出的粉料树脂和添加剂经缓冲料斗进入连续混炼机中融化并混合，树脂性质改变。混炼机将融化的树脂直接加入熔融泵的吸入口，该泵可产生迫使树脂通过筛网和模板所必须的压力。筛网起过滤杂质和平均分配压力的作用。熔融泵的速度可调，通过吸入口压力来控制，切粒机的速度由熔融泵速度来控制。通过筛网后的熔融树脂从模孔中不断被挤出，同时紧贴模板的切刀在切粒机电机的驱动下不断旋转切粒，将挤出的树脂在水室切成一定规格的颗粒，并被循环冷却水冷却，输送至脱块器。颗粒大小可根据需要调节切粒机的转速来实现。

在造粒过程中，颗粒水将粒料冷却并输送至脱块器，在脱块器中脱除块料，颗粒和水的混合物进入干燥器，并除去大部分水，水返回到颗粒水箱，颗粒进入到干燥器中，通过与干燥器相连的除湿风机将粒料所携带少量水分进一步脱除，粒料进入振动筛后经过质量流量计进入缓冲料仓，通過颗粒下料旋转阀，在风送系统作用下最终输送到掺混料仓。

2.2主挤压机电机与控制方式选择

根据工艺运行需求，主机（13300kw）在变频调速与齿轮箱调速都可以的前提下，选择控制更加直接的齿轮箱调速。根据电网不同运行方式下的计算，母线、端部压降都能满足，决定采用在35kv总母线上直取电源，经过31.5MVA 35/10kv变压器，能够实现两级母线压降对其他设备的无扰动，以及电机的正常的启动。节省了对高压变频器、自耦降压启动柜的资产成本和日后的维护成本。

2.3挤压系统重要设备的抗晃电措施

在供电系统晃电时，电压可能会低至电气设备失去控制功能，时间可能会长至备用电源切换的时间，一般在1-2s之间。一旦发生晃电，挤压系统的电气设备将面临巨大的停车压力，因此抗晃电措施就显得尤为重要。

（1）母线快切、备自投投用

各装置配电室10kV、660V两种电压等级均为两路电源供电，且互为备用，现场电动机等负荷基本上平均分配在这两段电源上，一路电源失电后，另外一路电源可以自动切换过去把两段负荷全部带上供电，万华工业园要求的两路电源互相切换时间为：10kV 0.8秒；660V 1.3秒。

在接触器跳闸线圈未动作条件下，10kV电动机失去电压转速下降0.8秒后可以自动启动，在接触器线圈闭合条件下，660V非变频电动机失去电压转速下降1.3秒后可以自动启动。

（2）启动切粒机电动机变频器失电穿越

660V变频电动机失去电压后，我们可以在变频器侧加装蓄电池从技术实现电动机2秒内电压稳定且转速不下降，或者开启来电自启和时间穿越功能。

切粒机在晃电后，能够在惯性力的带动下，坚持约2s左右时间，此期间切的颗粒将不均匀，较大，影响少部分产品质量，特大块料将直接滤除，稍大一点的料在掺混后可忽略不计。因此只需开启失电穿越功能，可通过电机负载的转动惯量将机械能转化为电能，保持变频器直流母线电压恒定，当电网电压恢复后变频器将带动电机快速恢复到电压降低前的转速。

（3）熔融泵电动机变频器失电穿越功能简述

熔融泵属高压变频，采用TMEIC品牌。在晃电时电压低于75%以下，可以低到0%，控制回路电压检测130V，可以低到0%，开始执行晃电功能。如果电压在0-0.3s内恢复，变频器执行瞬停不停机功能，晃电期间电机转矩电流瞬时停止输出，励磁电流保持运行。如果电压在0.3s-2s内恢复，最长6s（根据工艺运行特性，切粒机不能超过两秒，否则将会堵塞管线），变频器执行瞬停再启动功能，晃电期间转矩电流和励磁电流瞬时停止输出，网侧电压恢复时马上输出电流，保持运行。

（4）普通低压变频器带的设备

工艺如有需要，可以通过解除低电压报警停机功能，开启来电自启功能，并将母线跌落电压设置在能够承受的最小值，一般在50%左右，即可实现其抗晃电功能。

（5）根据工艺和电网条件，做好普通机泵的抗晃电必要性研究

一般来说，失电后对生产流程扰乱较大、影响安全、经济损失较大的电动机可以考虑实现抗晃电功能，但是，前提是电动机失电后实现自启动，这些需要与其相关的工艺生产、仪表联锁及设备自身情况允许才行。

多数电动机同时启动会对上级电网造成很大冲击，会影响我们上级变压器容量的选择，因此，如果在设计阶段就能确定下来需要自动启动的电动机，这样会对设备选择有利。如果设备选择确定后，后期再实现电动机抗晃电功能的话，就需要依据变压器容量，来核算允许自启动电动机的数量和容量了（不一定想要抗晃电的电动机都能实现）。

2.4模板热油加热器的精准控制

模板热油加热器主要是为切粒机的模板加热，确保出口在水下切粒的状态下仍保持稳定的温度，因此对精度要求很严格。本装置的热油加热器为9组40kw独立加热器，通过PLC和温控器配合使用，最终实现精准控制，电源是与氮气加热器共用一台干式变压器，能减少对其他设备的谐波干扰。

3总结

以上从主挤压机启动方式选择，电气设备抗晃电等方面简述了提高挤压造粒单元电气运行稳定性的一些措施和建议。由于刚进入项目的详细设计阶段，因此很多方面还没有最终确定，马上将要进行设计联络会，我准备了一套详细的对接问题，如同仁有好的见解请及时指出，我将对此表示感谢。

参考文献

[1]中国航空设计研究院组编.工业与民用配电设计手册.中国电力出版社.2017

[2]李福荣.供电可靠性提高技术.中石化石油工程设计有限公司.2016

（作者单位：万华化学集团股份有限公司（设备管理部）