挤压造粒机模板产能优化方案

徐达，刘庆龙，周雪松，刘峰

（1.中国石油吉林石化公司， 吉林 吉林 132022）

（（2. 中国石油大连石化公司第五联合车间， 辽宁 大连 116000）

1 挤压造粒机模板相关参数

德国科备隆ZSK350挤压造粒机模板规格为φ818×103mm，孔径为φ3.2mm×3752个；设计产能为45t/h，聚合物流体平均比热为2kJ/kg·℃，聚合物热流体质量流量为1200kg/t，热流体在过滤网前温度为240℃，热流体从模板挤出时温度为230℃。

2 挤压造粒机模板堵孔后特性分析

2.1 模板所用材料特性

本次堵孔所用造粒模板本体材料1Cr13马氏不锈钢材料（对应国外材料牌号：美国AISI 410、ASTM S41000、日本SUS410），采用真空脱气重溶冶炼法炼制，按国家行业标准Ⅳ锻件验收。在这里，主要讨论其抗拉屈服强度，δs≧380MPa。

2.2 生产过程中产生的应力

由于生产过程为挤压成型，在其生产过程中必然产生各种应力。主要讨论其抗拉屈服强度δs。

2.3 抗拉屈服强度的计算

在生产过程中，物料对模板的应力由孔径、孔数、温度、产能等确定，其计算公式为：

式中：δs -抗拉屈服强度，MPa；W -聚合物热流体质量流量，kg/t；R -设计产能，t；CP -聚合物流体平均比热，kJ/kg·℃；T1 -热流体在过滤网前温度，℃；T2-热流体从模板挤出时温度，℃；H -造粒孔数量；D -造粒孔直径，mm；K -系数，为0.15，mm/kJ。

根据要求，更改造粒带模孔数以达到提高单孔出料速度的目的，这样势必会增大物料对模板产生的应力，增大模板的负荷。

具体数值如下：

（1）模板造粒带堵孔前（设计值），即孔数为3752个：

此时，模板抗拉屈服强度完全在可承受范围内，可以正常使用。

（2）模板造粒带堵孔10%后，即孔数为3377个：

此时，模板抗拉屈服强度在可承受范围内，可正常使用。

（3）模板造粒带堵孔12%后，即孔数为3300个：

此时，模板抗拉屈服强度处于模板可承受范围的临界值，不建议使用。

（4）模板造粒带堵孔15%后，即孔数为3190个：

此时，模板抗拉屈服强度超出模板可承受范围，不可使用。

综上可得出结论：模板造粒带堵孔率≦10%，模板可以正常使用。

3 挤压造粒机模板堵孔方案

对ZSK350挤出机φ818×103mm的模板造粒带进行堵孔，以达到提高造粒模孔的目的。原模板造粒孔数量为3752个，孔径为φ3.2mm，预计堵孔率10%。

考虑到物料流动性、模板承受压力、堵孔牢固性等因素，堵孔方式如图1所示，共计堵孔378个。

图1 模板造粒带堵孔示意图

4 挤压造粒机模板堵孔后机组参数变化

根据前面计算得出模板出料速度在造粒带堵孔后会增加，挤压造粒机组开车经过估算需要调整进刀压力和切粒机转速。将切粒机进刀量由原来的52bar提高至58bar，切粒机转速由原来460rpm提高至550rpm，开车后粒子饱满。除了水下切粒系统有调整后，其它机组参数变化不大，如筒体温度、熔融泵出口压力、模板前压力等均为出现大变化，模板堵孔成功。

图2 堵孔前切粒机运行参数

图3 堵孔后切粒机运行参数

5 取得的效果

由于现有装置负荷为35t/h，与模板设计负荷相差10t/h，模板模孔由于填充不足模孔堵塞较快，通过采取的模板造粒带堵孔技术提高了模板单孔出料速度和负荷，切粒更加饱满，提高模板运行时的造粒带模孔使用效率。

6 结论

综上所述，模板造粒带堵孔看似较简单，但是需要考虑到堵孔后物料对模板的冲击应力、物料对切刀的冲击等。需认真分析模板单孔速度提升对机组运行安全带来的影响，特别是装置降产时机组的稳定运行。挤压造粒机模板堵孔成功是