211004415_聚丙烯装置国产挤压造粒机组故障分析

251
1 前言
聚烯烃是大型炼化一体化项目的最终产物，包含聚丙烯和聚乙烯等产品。

聚丙烯生产的粉料由最核心的关键机组挤压造粒机经过混炼、挤压、切粒等过程将粉料熔融制成聚丙烯颗粒，使聚丙烯颗粒产品性能稳定，以便于贮存和运输。

本文重点研究聚丙烯装置国产挤压造粒机组。

挤压造粒机组是整个聚丙烯装置中最重要的设备之一，它不仅外形尺寸最大、结构最复杂、电仪控制联锁最多，也是装置投资最贵、制造周期最长的大型机组。

对于聚丙烯产品，挤压和造粒工序对产品的性能，产品的均一性有很大的影响，并决定最终产品的形状和组成。

因此针对挤压造粒机组运行当中出现的故障做出的原因分析和处理方案，为聚丙烯装置安、稳、长、满、优运行提供了可靠的保障。

2 挤压造粒机组的工艺流程
聚丙烯装置反应器生产的粉料经过脱气仓失活后通过粉料输送系统送到挤压粉料料仓，由挤压喂料系统与各种添加剂以一定的比例控制混合加入挤压机螺杆中，在220℃以上的高温下混炼，通过节流阀调节粉料进入螺杆内的停留时间，粉料最终变成完全熔融树脂状态，经过齿轮泵增压和换网器过滤去除杂质，再经过模板挤出，挤出的熔融树脂在切粒水室经过脱盐水冷却凝固，由切粒机旋转的切刀在水下切割成小颗粒，切割成的小颗粒随着脱盐水进入预脱水筛和离心式干燥器，脱除水分干燥后送至振动筛进行筛分大小颗粒及合格颗粒，合格的颗粒通过风送系统送往掺混料仓。

预脱水筛和离心式干燥器脱除的脱盐水经过过滤器过滤返回到切粒水箱。

3 挤压造粒机的结构及组成
SJSH-350P挤压造粒机组是大榭石化四期30万吨/年聚丙烯装置的关键生产设备，由中国大连橡胶塑料机械有限公司生产制造，单机最大负荷可达到47t/h，采用11000kW主电机和1400kW的齿轮
泵。

 
4 挤压造粒机组和辅助系统常见故障4.1 挤压机筒体螺杆尾部密封处泄漏粉料
大橡塑挤压造粒机SJSH-350P螺杆尾部密封为填料和氮气吹扫组合式密封，启动前要先投用氮气吹扫，氮气吹扫压力为0.08MPa。

引起故障的原因：（1）密封装置螺栓松动或密封件磨损；（2）挤压料斗或筒体1段压力过高；
故障分析及处理：（1）如果螺杆尾部密封装置螺栓松动，在螺杆运转过程中会造成密封装置振动过大产生松动，从而使转动密封件的间隙不均，转动过程中会产生摩擦热，造成转动密封件温度过高，磨损严重，使螺杆密封处粉料泄漏。

防范措施在挤压机启动之前检查确认密封装置安装牢固，固定螺栓无松动现象，密封吹扫氮气投用，确认流量和压力正常，氮气不紧有密封吹扫的作用，还具有冷却的作用。

（2）挤压料斗或筒体1段压力过高是因为挤压机料斗内累计过多的氮气无法排出，造成挤压机筒体内的压力大于螺杆组合式密封氮气吹扫的压力。

 
4.2 喂料系统下料不畅
引起故障的原因：（1）挤压料斗压力过高，造成粉料下料受阻；（2）粉料料仓出现架桥；
故障分析及处理：（1）抽吸系统故障停止运行或过滤器滤袋堵塞，挤压料斗压力过高，粉料下料受阻，造成挤压机无法进料，低电流联锁停车。

挤压机停车后打开过滤器检查滤袋情况，清理滤袋上挂的粉料，袋滤器带有滤袋振打电机，间隔30分钟振打一次，每次振打60s，可将振打间隔时间缩短，每次振打时间延长效果更佳。

（2）粉料料仓出现架桥现象，说明粉料料仓料位过高或聚合生产的粉料过细造成料仓底部被压实，也有可能料仓底部松动氮气流量过小，可将料仓底部松动氮气流量增大即可解决架桥问题。

4.3 主电机扭矩或电流过高
引起故障的原因：（1）粉料下料量过多或携
聚丙烯装置国产挤压造粒机组故障分析
曹杰
中海石油宁波大榭石化有限公司 浙江 宁波 315000 
摘要：详细介绍国产挤压造粒机组的成套设备组成及工艺流程，对“大榭石化”聚丙烯装置国产化挤压造粒机组SJSH-350P故障原因进行详细分析，并对故障处理进行总结。

提出故障处理方案，保证聚丙烯装置挤压造粒机组长周期安全、平稳生产运行。

关键词：聚丙烯 挤压造粒机组 故障 分析 处理
Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
252
带块料过多；（2）主电机和主减速箱润滑油系统故障，造成轴承损坏。

故障分析及处理：（1）挤压造粒机主减速箱设有高速挡和低速挡位，每个档位都设计了最小和最大负荷。

在运行过程中粉料下料量不可超过每个档位的最高负荷；粉料中携带的大块料在进入挤压机螺杆后，也会造成扭矩或电流过高，减少块料的方法通过聚合反应控制好反应温度及相关参数。

（2）定期检查润滑油系统运转情况和油品分析，使用振动监测仪和红外测温仪对主电机轴承进行定时定点进行测量并绘制趋势图。

测量并记录主电机空转电流值或功率值，对比趋势图曲线值是否超过设定上限值，判断是否应更换轴承。

电气专业人员测试检查，使用专用仪器分析转子不平衡的原因。

4.4 主电机扭矩或电流过低
引起故障的原因：喂料系统旋阀被卡停或旋阀电气故障停止运行，使挤压机双螺杆空转将导致主电机扭矩或电流过低，触发主电机联锁停车。

故障分析及处理 ：如果下料旋阀卡停，电机转动，旋转阀不转，说明旋阀驱动链条已断开，需要重新更换链条。

如果是异物或块料卡停，旋阀自带反转功能，且只能在现场手动操作，启动旋阀进行反复正向和反向旋转，旋阀自带剪切功能，一直到旋转阀转动为止，如果不能正常转动，需要拆开管线检查。

4.5 挤压机筒体内壁产生焦化树脂
引起故障的原因：挤压机筒体温度或氧含量过高，筒体内壁会产生焦化熔融树脂，焦化树脂为棕黑色。

 
故障分析及处理：控制挤压造粒机组热油加热温度，保持挤压机造粒机组整体温度200～260℃之间。

温度高于260℃时，控制冷油流量进入挤压筒体进行降温。

如果挤压在停车状态下，将挤压造粒机组整体温度控制在240℃，模板流出的熔融树脂定期清理；保持挤压机螺杆氮气吹扫流量和料斗氮封状态，防止氧气进入挤压机内部，造成氧含量过高，高温环境下氧化熔融树脂，减少筒体内部产生焦化树脂。

4.6 换网器压差过高或过低
引起故障的原因：（1）换网器安装的滤网过细使管线和设备上的杂质积聚在滤网上，导致滤网压差过高。

（2）换网器滤网破损，会导致滤网压差降低。

 
故障分析及处理：（1）将换网器过滤网更换成目数合适的过滤网、将拆下来的高目数过滤网检查上面熔融物料中的杂质，分析杂质的源头，使挤压造粒机在运行过程中确保滤网压差在正常范围内。

（2）如果换网器压差过低，应立即停车更换滤网，防止异物或其他杂志堵塞模板。

4.7 模孔堵塞
引起故障的原因：换网器滤网破损，熔融树脂携带的杂质堵塞模板，当模头压力升高，说明模板模孔堵塞严重。

故障分析及处理：模板模孔部分堵塞会造成颗粒大小不均，调整热油系统和提高模板温度。

如果模板堵塞严重，应停车重新进行束状挤压（冲模板），如果束状熔融树脂带有波浪，可增加冲模板的负荷，如果效果不好，使用专用工具进行逐一插入模孔进行疏通。

4.8 熔融树脂MFR（熔融指数）异常
引起故障的原因 ：（1）熔融树脂在筒体内混炼过程中温度过高发生降解；（2）添加剂没有按进料比率加入。

 
故障分析及处理 ：（1）熔融树脂在筒体内超过280℃时会发生高温降解，正常运行时使用热油系统中的冷油将筒体温度降低，保证熔融树脂在正常温度范围内；（2）检查添加剂进料比率并查看氧含量分析仪氧浓度，如氧含量偏高加大氮气流量吹扫，一直吹扫到氧含量合格，防止高温氧化熔融树脂，影响产品质量，
4.9 振动筛大小颗粒过多
根据行业标准《热塑性塑料颗粒外观标准》定义：任意方向尺寸大于 5mm 的颗粒称为大粒，包括粘粘粒；任意方向尺寸小于2mm的颗粒称为小粒，包括碎屑。

合格颗粒大小通常在 2～5mm。

在挤压造粒机正常运行中产生的大小颗粒偏多也有可能进料负荷与切刀转速不匹配，造成大小颗粒偏多，通过粒型的变化，去调整想对应的进料负荷与切刀转速，可减少大小粒的偏多的情况。

4.10 筒体和螺杆振动过大或异常
引起故障的原因：（1）挤压机喂料系统下料量过高或过低与螺杆高低速挡转速不匹配，节流阀开度过小；（2）粉料携带大块料或异物落入简体，使螺杆对中或水平失调。

（3）挤压造粒机组在整体升温过程中，升温过快，温差相差太大，造成筒体严重变形。

5 结束语
挤压造粒机组整个系统涉及的设备数量多，且多为转动设备。

联锁逻辑较复杂，所以自控连锁程度非常高，出现的故障的原因也比较复杂 ，通过对大橡塑SJSH-350P型挤压造粒机组常见故
（下转第２０５页）
Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
205
2006），该项目位于JM市江海区，根据现场调研，结合规范的要求，确定地区等级为三级地区，按照四级地区安全系数进行核算，同时加大壁厚至11.9mm（计算壁厚仅为9.41mm）。

 
（2）优化线路路由，确保与间距满足规范要求 
施工图阶段应严格按照《城镇燃气设计规范》（GB50028—2006）的规范条款，进行线路路由设计，确保安全间距满足规范要求。

 
（3）加强无损检测
焊接质量作为管道工程核心，管道焊缝质量在外观检查合格后需进行无损探伤查验（应采取UT（超声波检测）和RT（射线检测）“双百”检测），其外观质量不得低于现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》（GB 50683-2011）要求的Ⅱ级质量要求[2]。

（4）采用3PE加强级防腐 
本项目位于GD地区，所在地区土壤含水量较大，而FBE（环氧粉末）防腐层的吸水率较高，不太适合本项目的环境，且本项目管道沿线穿越较多，对管道防腐层机械性能要求较高；综合考虑到本项目实际情况，对防腐层机械性能要求必须提高。

为此，本项目应推荐选用3PE（3层结构聚乙烯涂层）加强级防腐层作为管道外防腐层。

同时要求环氧底层厚度≥120μm，胶粘剂层厚度≥170μm，管道防腐层总厚度≥3.2mm。

（5）加密沿线标志
根据《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ 33-2005）、《城镇燃气标志标准》（CJJ/T 153-2010）规定，管道沿线应设置“三桩一牌”
等标志，同时由于本工程现位于JM市高新技术产业开发区，沿线工业、企业较多，故沿线加密警示牌和标志桩的设置。

防止第三方破坏。

加大对该段管线的巡线力度，确保每天不少于2次。

 
4 结束语
综合上述比选方案和分析，并结合当地规划主管部门意见和建议，推荐路由为方案一，即JM 江海综合站—科苑东路—连海路—中电分布式能源站方案，线路长度约为6km；同时推荐高压天然气管道供气方案，压力选择设计压力4.0MPa，管径DN（公称直径）500方案为最优方案。

同时，依据项目实际情况，建议管道建设后加强沿线巡线管理，评估管道沿线高后果区识别，增设沿线管道高后果区视频监控系统，同时加大巡线力度和频次，防止第三方破坏，确保后期管道安全运行。

参考文献
[1]向波，谌贵宇，向熠星，等.西三线一级地区设计系数的选择[J].天然气与石油，2011，29（5）：1-5.
 [2]张柳海，陈宇.天然气长输管道线路选择及施工技术研究[J].清洗世界，2022（3）：169-171.
 作者简介
王楠（1979—），男，四川射洪人，汉族，硕士研究生，中级工程师，从事天然气管道建设，油气、L-CNG 站建设和运营管理研究。

障的分析，总结了一些常见的故障分析和排除方法，为以后挤压造粒机稳定长周期运行提供了参考经验。

参考文献
[1]马进军.CIM460型造粒机组稳定运行的
原因分析及解决方法[J].化工设计通讯，2017，43（8）：104-105.
[2]杜佳庆.聚烯烃挤压造粒机技术研究与探
讨[J].石化技术，2016，23（6）：291.
[3]王雄伟，浅谈聚丙烯聚乙烯装置挤压造粒机选型[J].石化技术，2017，24（4）：36.
作者简介
曹杰（1991-）男，汉族，辽宁盘锦人，大学本科，聚丙烯班长，研究方向：挤压造粒机组运行事故分析与处理。

（上接第２５２页）
Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。