聚丙烯装置计量进料系统的改造

　　1　前　言

　　广州石油化工总厂4×104t/a聚丙烯装置为进行聚丙烯专用料及改性料的生产,需要在造粒过程中加入较多特殊的添加剂。原生产中添加剂是随稳定剂一起加入,系统残留大,使贵重的添加剂浪费20%以上。为此计划利用因工艺改进后闲置不用的DB稳定剂加料系统作为添加剂专用加料系统,但其计量进料器Z-505的加料能力仅为30kg/h,现加料能力需扩大为200kg/h,所以需对原进料系统进行改造。

　　2　原计量进料系统

　　原DB稳定剂计量进料系统是意大利“CIFA”公司产品,包括加料剂贮罐、下料控制阀、计量进料器(电子秤)和控制器等,是失重式进料系统。

        2.1　工作原理

　　进料器包括料斗和物料,放置在重量传感器上由重量传感器称重,把重量信号传送至控制器,计算流量并与流量设定值比较,进行PI调节,输出信号控制调速马达转速,马达带动螺杆旋转进料,从而调节流量。这其实是定值调节系统。

　　在下料期间流量计算公式为:

　　FN= (GN-GN-1)/T

　　式中:T———采样周期;GN———本次采样重量;GN-1———上次采样重量。

　　在料斗填料期间,无法进行失重计算,此时流量设定为FN= FN-1,即控制器不作流量计算,取填料前的流量值,输出也不变,因填料时间很短,约1~5个采样周期,因此对流量调节影响不大。

　　2.2　气流干扰

　　该聚丙烯装置的造粒工段共有三套同类型的计量进料器Z-503(7 000 kg/h)、Z-504(80 kg/h)、Z-505(30 kg/h),其中小容量的进料器Z-504、Z-505流量波动较大,经反复观测,是因下料控制阀打开,物料从贮罐下到进料器料斗时形成的气流对电子秤造成的影响,并且对小容量电子秤影响更明显。三套计量进料系统的排放气到袋滤系统的管线间有连通,故几套进料系统的下料气流会对电子秤造成相互影响。例如Z-503下料控制阀打开下料时,气流对Z-504、Z-505干扰较大,当Z-504流量设定值为18 kg/h,采样周期为0.2 s时,每个采样周期的失重量仅为1 g,对干扰相当灵敏,正常操作期间气压为0.04 kPa,Z-503下料控制阀打开下料时,气流压力快速上升至0.26 kPa,使流量瞬间在设定值上下波动达3.3 kg/h,系统不稳定,致使系统精度往往达不到±1%的设计要求。

　　2.3　抗气流干扰措施

　　原计量进料器本身结构无抗气流干扰设计,只能通过合适设置控制器的调节参数及改造外部排放气系统来减少气流的影响。①提高采样周期,增大调节作用,抗干扰能力增大,流量较稳定,但增加了整个系统的应答时间,会使系统的计量精度下降;②进料器料斗的排气管线与排放气袋滤系统分离,在其排气口上扎上过滤带,隔绝其它进料系统的排放气通过排气口对电子秤造成冲击,以防产生虚假的流量波动,致使控制器执行错误的调节。实施上述两项抗干扰措施后效果明显,进料器流量较稳定,但粉尘通过过滤带直接排空,会造成环境污染,而且过滤带须定期更换清洗,否则长时间后过滤带孔被粉尘堵塞,气流排放受阻。这只能作为临时措施,待有机会可作进一步改造:把贮罐下料排放气管线与进料器料斗的排放气管线独立,各自加装袋滤器,使各套进料系统下料气流的相互影响消除。