2#聚丙烯造粒机仪表典型故障分析及处理

2#聚丙烯造粒机仪表典型故障分析及处理

吉隆基

洛阳三隆安装检修有限公司  河南 洛阳  471100

摘要：洛阳石化14万吨/年聚丙烯装置挤压造粒机组自2013年1月份投入生产至今，因各类设备故障原因停机次数较多，对仪表专业相关的故障进行统计，归纳出4类典型问题，本文将仪表典型故障的分析及处理过程进行总结，希望为后期的设备故障分析、仪表专业预防性维护工作方向提供参考。

关键词：聚丙烯；造粒机；仪表；加药系统；联锁

0  引言

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司14万吨/年聚丙烯装置挤压造粒机组（SJSH-300单支撑同向双螺杆挤出机、不带熔体齿轮泵）由大连橡胶塑料机械股份有限公司承担制作、中国石化工程建设公司（SEI）承担安装设计，于2013年1月31日第一次投入正常生产。

挤压大连橡塑造粒机组从开工投入生产以来，因各类设备故障原因停机次数较多，其中有工艺人工手动停机，也有因电气、仪表或机械设备原因导致机组联锁停机。在多次的开停机过程中，设备本身暴露及故障处理时发现的问题进行统计，总结出4类典型问题，本文将故障分析及处理过程进行归纳，希望为后期的设备故障分析、仪表专业预防性维护工作方向提供参考。

1  挤压造粒机组工作原理及辅助系统

1.1挤压造粒机的工作原理

加料系统将被加工的聚合物和添加剂预混后连续地加入到双螺杆混炼挤出机第一段机筒（喂料机筒）上方的料斗中。将氮气以与物料流动相反的方向充入到料斗、管道及计量系统中，以防止聚合物在大气中氧化。物料进入双螺杆混炼机中在输送段（第1节机筒）被挤压和输送；物料在塑化段（第3、4 、5节机筒）被剪切、混炼而熔融塑化；在均化段（第6、7、8、9节机筒）物料及各种添加剂被进一步混合、分散、塑化后被输送到挤出造粒系统。熔融物料首先进入到节流换向阀，调节节流阀的调节板，可以改变物料的停留时间，从而调节物料的混炼效果。当开车时物料塑化没有达到要求，或者后续设备出现异常时，将开车阀打到排料工位将物料排出。当物料塑化良好时，将开车阀打到正常工作位，物料进入到换网装置，并定量供给换网装置。物料经过换网装置时，物料中的杂质被过滤单元上的过滤网过滤出来，塑化好的干净的物料经过机头体到达模板，由模板造粒带上均匀分布的小孔挤出进行切割造粒。熔融物料成条状挤出模板，就被高速旋转的切刀切成粒状，热粒子被切粒机水室中的温水迅速冷却后，输送到下游的离心干燥机进行脱水和干燥。

1.2造粒机辅助单元加药和风送系统介绍

1.2.1  加药系统

加药系统是为生产不同型号的聚丙烯产品而配备，将聚丙烯粉料和不同型号和不同比例的添加剂混合后，输送到大连橡塑造粒机进行切粒。加药系统由一套西门子PLC控制系统和一套有7个称重秤组成称重系统构成。如果加药系统正常投用的称重秤W801突然出现停运，将会导致造粒机停机,而其它6个添加剂称重秤突然停运，将直接影响聚丙烯产品质量。

1.2.2 风送系统

风送系统将聚丙烯粉料由聚合区输送至造粒机前料仓D802。此工段是由两台氮气风机C801A/B完成，控制在横河DCS系统中实现。空气风机C804A/B和C903A/B/CS是将造粒机切成的粒料输送至D807和五个掺混料仓以及包装料仓，是由一套西门子PLC400来控制完成的。如果C801A/B或C804A/B停机时将导致D802料仓低低LSLL815或D807料仓高高LSHH817直接联锁造粒机停机。

2  典型故障处理过程分析

2.1故障一：聚丙烯造粒机控制系统逻辑不完善，导致造粒机停机   

2.1.1  故障现象 

运行部某日反映挤压造粒机联锁停机，现场查看SOE记录，发现主电机在用润滑油泵P830B故障，导致主电机润滑油压力低低PSLL8301/PSLL8302/ PSLL8308三取二联锁停机。 SOE记录如下： 

2.1.2  故障分析与处理

从SOE记录来看，故障原因为润滑油泵本身或外部原因导致泵停运，进而导致润滑油压力低低联锁主电机停机。从仪表方面考虑，本次应为正常联锁停机。但结合其它装置重大机组设备润滑油系统联锁逻辑，建议原有两台润滑油泵增加自启动功能，来实现互为备用的目的；运行部、大连橡塑厂家、维保单位共同风险评估后，办理变更手续实施变更，具体实施内容如下：

（1）在DCS上位机对A/B两台泵各增加手自动切换开关，主油泵投用时把开关打至手动，把备用泵打至自动。

（2）在DCS上增加备用油泵自启动逻辑，启动条件为：润滑油压力低或主油泵故障信号。

2.1.3  整改后的效果

    有效地利用了设备，减少了大连橡塑造粒机的非计划停工率。

2.1.4  同类问题统计及处理

（1）过氧化物系统HV857、HV858逻辑回路形成死循环。处理措施：在HV858逻辑回路中删除HV857回讯控制触点，解除死循环。

（2）加药系统出现联锁停运后又自启动的现象。处理措施：逻辑修改增加1秒钟的滤波信号。

（3）水室锁紧到位开关，因仪表故障，导致多次停机。处理措施：将4组回讯开关逻辑关系由一取一修改为四取二。

2.2  故障二：加药系统多台称重秤测量偏差大导致称重秤停运

2.2.1  故障现象

加药系统出现多台称重秤电机在运行中突然停机，在加药系统触摸屏上查看报警信息，分析为偏差报警。若称重秤测量值长时间偏离设定值，系统会因偏差报警导致称重秤停运。

2.2.2  故障分析

加药系统有7台秤控制加剂量，其中W801采用固体流量计控制丙烯瞬时量，其它几种添加剂流量靠称的重量的变化量计算，每台秤安装2个探头，探头输出毫伏电压信号到室内安全栅，进入PLC系统，PLC系统每10S采集秤的重量变化，从而计算螺杆输出瞬时量。如果添加剂的给定值与瞬时值偏差大于设定值，60S后联锁停加药系统，进而联锁停造粒机。

系统显示为偏差报警，判断初期认为称重秤测量不准，随即对称重秤进行标定，但投用后称重秤测量偏差仍较大。到称重秤安装现场检查，发现了如下问题：

（1）称重探头信号线进入中间接线箱，中间接线箱接有搅拌电机及螺杆电机的动力电缆，导致信号干扰。

（2）下料系统接地线过短，连接太紧，导致连接受力，如果管线振动导致秤测量变化，有可能引起计算瞬时量波动较大。

2.2.3  故障处理

针对发现的现场称重秤问题，进行如下整改措施：

（1）把称重探头信号线重新配置接线箱，将称重探头弱电回路与电机驱动供电回路分开走线。

（2）更换较长接地线，使之不受应力。

2.2.4  整改后的效果

经过整改后，称重测量偏差明显减小，称重秤因为干扰导致测量偏差大停运的情况不再发生，保障了大连橡塑造粒机的长周期平稳运行。

2.3  故障三：水室锁紧压力出现误报，多次造成大连橡塑造粒机联锁停机

2.3.1  故障现象

聚丙烯挤压造粒机联锁停机，仪表人员检查SOE报警记录，发现水室锁紧压力PSLL8315低低联锁停机。

2.3.2  故障分析

通过查看历史趋势和SOE记录，我们进行分析如下：   

(1) 锁紧水室油路压力出现短时下降，随后恢复正常值；其工作原理为：水室锁紧后锁紧电磁阀马上失电，锁紧压力靠电磁阀失电后切断油路，油缸进行保压，如果电磁阀内漏，水室锁紧油压下降后不能及时补压。

(2) 我们对仪表电缆屏蔽层、接线端子等检查没有问题，排除了信号干扰、接线松动等因素。

(3) 最终判断，联锁时油压并未降低，应为变送回路出现故障。

2.3.3  故障处理及措施

(1) 采取措施对裸露的仪表信号电缆进行屏蔽处理。

(2) 停机时，对仪表几部分仪表信号线进行替换法测试，对DCS卡件及其盘装电缆进行替换。

(3) 压力变送器更换，通过定期查看PE8315的历史趋势和SOE记录，未出现过波动现象。

2.4  故障四：风送系统氮气风机C801A/B联锁停机

2.4.1  间接联锁关系

风送系统氮气风机C801A/B是将聚丙烯粉料由聚合区输送至挤压造粒机的设备。C801风机设计为一用一备，风机联锁停机后，将会导致挤压造粒机停机。

2.4.2  设备故障分析及处理过程

(1) C801A/B停机多次因风机出口压力高联锁保护停机，原因分析：出口过滤器堵塞。处置措施：定期清理过滤器。

(2) C801A电机抱轴，原因分析：因该风机在封闭的隔音罩内，电机侧空间狭小，存在维护困难情况；电机侧轴温设计未引入控制系统进行监控。处置措施：重新定制大空间的隔音罩，以便后期维护；将轴承温度引入控制系统进行报警。

3  结论

本文总结了2#聚丙烯大连橡塑挤压造粒机组出现的4类典型仪表故障，并对每一类故障做了简洁的故障分析及处理过程。目的是让读者对大连橡塑造粒机典型故障有更多的了解，更为后期的设备故障分析、仪表专业预防性维护工作开展的方向提供参考，最终保证大连橡塑造粒机的长周期平稳运行，为企业带来良好的经济效益。

参考文献：

(1)SJSHL-Z300×25双螺杆混炼挤压造粒机组使用说明书8075A-SM(第一册)

(2)张海泉,曲丰戈;电子设备地线中的电磁干扰及防护[J];平顶山工学院学报;2004年03期