挤压机技术讲座

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,JSW,挤压造粒机技术讲座,JSW,挤压造粒机技术讲座,天津石化公司,45,万吨年聚丙烯装置,CMP387,挤压机组,性能参数,（一）,EX890,型号：,CMP387-24.5(o)W-V,产品颗粒：长度,1.5-3mm,、直径,3.0-5.0mm,、透镜状,进料量：,35-70 t/h,1.,挤压机,1),主齿轮箱,型号：,DRS169.0-LHP,额定功率：,17500/13850kw,输入轴转速：,1000rpm,输出轴转速：,248rpm/196 rpm,输出轴最大扭矩：？,kgm,JSW,挤压造粒机技术讲座,2),挤压机螺杆,形式：双螺杆同向旋转自清洗形式,直径：,387mm,长径比,L/D,：,24.5,长度：,9481.5mm,螺杆转速：,2445rpm/194 rpm,轴封形式：,ABC SEAL,密封,3),进料段筒体,数量：,1,段,4),中间段筒体,数量：,3,段,5),出料段筒体,数量：,3,段,6),筒体加热方法：热油加热,额定功率：,200kw,JSW,挤压造粒机技术讲座,7),节流阀,电机功率：,1.5kw,8),料斗,形式：圆锥形,容积：,1700,公升,设计压力：,0.008Mpa.G,设计温度：,100 ,9,） 筒体冷却水单元,CCW,介质：脱盐水,入口温度：,60,出口温度：,70,2,开车阀,形式：柱塞式,JSW,挤压造粒机技术讲座,3,换网器,1,）换网器,形式：双杆式,型号：,NSC460DB-M,尺寸：,9800cm2,滤网：,20200,目,JSW,挤压造粒机技术讲座,4,水下切粒机,1,） 模头,聚丙烯设计压力：,20 Mpag,带热油加热的模头：操作压力：,0.56 Mpag,2,） 模板,形式：内隔离加热隧道模板,(1BY1),模孔直径：,2.6mm,模孔数目：,2830,个,聚丙烯设计压力：,20 Mpag,带热油加热的模板：操作压力：,0.4-0.56 Mpag,3),水室,操作压力：,? Mpag,设计压力：,0.4 Mpag,入口温度：,?-?,出口温度：,?-?,水流量：,?m3/h,JSW,挤压造粒机技术讲座,4),切粒机单元,形式：,ADC300S,电机功率：,400kw,切刀转速：,40400rpm,切刀数目：,50,把,润滑：油浸、脂,轴承形式：滚动轴承,联轴器形式：球接联轴器,5),热油单元,介质：导热油,操作温度：正常,260-280,（模板）,设计,300,（模板）,入口压力：,? barg,电加热功率：,780kw,（模板）,200kw,（其他）,JSW,挤压造粒机技术讲座,5,小车,驱动方式：气动马达,6,干燥系统,介质：含有聚丙烯颗粒的水流,水流量：？,m3/h,（设计）、？,m3/h,（平均）,颗粒流量：？,kg/h,（设计）、？,kg/h,（平均）,干燥器出料表面湿度：最大？,%,二、挤压造粒机组工作流程：,1,、喂料系统：对聚丙烯粉料和添加剂进行称重计量，对聚丙烯粉料和添加剂进行预混和，保证物料与添加剂混和均匀。,2,、通过下料斗排放物料中存在的氮气等气体，通过挥发孔排放物料中的易挥发成份。,3,、根据需要通过开车阀排出熔融树脂。,4,、通过螺杆提升熔融物料的压力，经过换网器的过滤网，过滤污染物。,5,、在熔融状态把树脂从模板的模孔挤出，形成热的熔融条带（面条状），然后在充满循环冷却水的水室，用切粒机把这些条带剪切成粒子。,JSW,挤压造粒机技术讲座,6,、粒子通过,PCW,系统输送到脱水,/,干燥设备进行干燥，然后到振动筛分离为大颗粒、小颗粒、尺寸合格的颗粒。,7,、合格粒子通过风送系统输送到掺混料仓。,三、,挤压机工作原理：,1,、挤压机螺杆由三个区组成：进料段、熔融,/,混炼段和出料段。在熔融挤压段下游提供一个节流阀。,）物料通过料斗由重力下落到挤压机进料段中，在筒体内输送一段距离，由摩擦热和热的筒体传导的热来加热物料。,）然后物料在部分熔融状态下输送到混炼,/,熔融段，这个区域由挤压机螺杆将软化的无联系的粉料转换成挤压的熔融的物料。,）挤压螺杆由模块组成，捏合块可以对进入的物料给出较高的剪切力和挤压作用把它们变成连续熔融。节流阀安装在挤压机筒体出口，抑制熔融物料流向下游设备。,JSW,挤压造粒机技术讲座,）当节流阀打开形成一个狭窄的缝隙时，高的熔融流体压力（较高的能量）强制熔融树脂必须通过通道，因此，进料和挤压螺杆给物料提供了一个较高的减切力，这个力表示为,KW.H,（从螺杆驱动的动能转换而来），这个值可以用来粗略的估计对在线树脂做了多少挤压工作。这样，混炼,/,熔融可以通过调节节流阀的打开进行有效控制。对于挤压机，熔融指数、进料量、转速、节流阀开度、筒体温度是基本的操作参数。,2,、熔融树脂进入到连接在节流阀端部的换向阀中,换向阀即可以把聚丙烯排向地面，也可以引导其进入换网器。这个操作是用来把挤压机内部脏的聚丙烯排出，检查进料树脂的熔融状况，然后把它们送入到下游设备中。,3,、聚丙烯杂质在换网器中过滤掉，熔融树脂强制通过模板，进行切粒。换网器有两个带有熔融流体通路的滑杆，并附带有滤网和圆筒形破碎板，当滤网堵塞，滑杆需要切换，更换滤网，降低树脂压力，提高对产品有效的过滤能力。,切粒刀与造粒带形成一对剪刃,JSW,挤压造粒机技术讲座,挤压机螺杆,JSW,挤压造粒机技术讲座,JSW,挤压造粒机技术讲座,4,、模板在模孔周围用热油加热，这就是所谓的“热槽型式模板”（,Heat Channel Type Die,），如果热量不足或产品产量太低，聚丙烯会冷冻在模孔上，导致粒形不规则。,5,、对于好的粒形，最重要的是模板加热、 热水、切粒单元调节和切刀状况（进刀风压、刀的平坦度、切刀与模板间隙、切刀磨损）。为了平稳开车避免出现问题，执行正确的操作步骤，定期检查切刀状况和粒形，并采取必要的行动。,6,、根据聚丙烯熔融指数来设置筒体夹套和加热介质温度，必须通过每天的操作结果得出最适合的操作条件。,7,、工艺工程师和操作员必须有操作经验，在最短时间内通过日常操作掌握基础数据。,JSW,挤压造粒机技术讲座,JSW,挤压造粒机技术讲座,主齿轮箱（位号）,盘车单元（位号）,(a),主齿轮箱带盘车单元（辅机），通过离合器与主齿轮箱输入轴的远端相连接。,(b),在主电机启动之前，先启盘车单元进行冲洗和清洁，当主电机停止后再次启动时，也要先启动盘车单元，排出简体内的树脂（减小主电机初启动时的高负荷），这样做也减少了主电机启停的频次。,(c),只有主齿轮箱输入轴与盘车单元的输出轴没有通过离合器连接时，主电机才允许启动，驱动主齿轮箱。,(d),主齿轮箱与主电机的连接方式：,摩擦离合器,+,弹性联轴器，主齿轮轴箱把主电机扭矩分配，传递为两个输出扭矩。摩擦离合器，通过滑移来保护设备过载。,(e),主齿轮箱输出速度：,通过速度转换杆选择高速或低速。两个输出轴与螺杆通过花键式联轴器联接。,(f),主齿轮箱设计负荷：,17500kw,输入转速：,1000rpm,两个输出速度：高速：,240rpm,低速：,190rpm,(g),齿轮经过研磨，渗碳，是双头减速螺旋齿轮，串联两个推力球轴承以吸收推力载荷。,(h),配置润滑油站，设油泵，油冷器，双联油过滤器，对主齿轮箱进行强制润滑，油压与主电机进行连锁，油箱配有电加热器。,挤压机螺杆,/,筒体,(a),下料斗位号：,挤压机筒体入口侧，带金属滤网，检查门、视窗，,N2,吹扫口。,(b),挤压机筒体,C1,：下料,C2,C7,：送料,筒体部件通过一个中间部件与齿轮减速箱连接。,C5,是排气段（排气孔已被盲死）,JSW,挤压造粒机技术讲座,（,c,） 由下料斗来的粉料与添加剂的混合物在筒体内混合熔融；在,C2,筒体法兰顶部有两个液体添加剂注入孔，液体添加剂可通过这两个孔注入筒体，添加剂系统要带防逆流装置，这两个孔不使用时，用塞子盲死。,（,d,）挤压机筒体的基座可轴向移动，允许由于加热或冷却介质而产生的轴向的膨胀和收缩。,（,e,）节流阀在,C7,段筒体的下游，通过熔融树脂通道的节流开度控制树脂的混炼程度，来获得最合适的产品特性。,（,f,）筒体分为,7,段：下料段筒体（,C1,段），只能被冷却；其他,6,段筒体可以选择被,CCW,冷却或导热油加热。,（,g,）两个螺杆相互啮合，同向旋转，各筒体是可拆分的。,（,k,）挤压机螺杆是：,送料段：双头螺纹,混料段：捏合块,出料段：双头螺纹,（,l,）筒体螺杆的轴向密封：,ABC SEAL,密封,N2,吹扫,（,m,）螺杆：表面渗氮,（,n,）螺杆结构：积木块式分段套在螺杆轴上（螺旋套）,JSW,挤压造粒机技术讲座,节流阀,(a),节流阀位于挤压机筒体末端和换向阀之间，调整熔融树脂椭圆形的流通面积，控制物料的混炼程度。,(b),当柱塞向上或向下移动时，融体的流道变大或变小，筒体末端的树脂压力得到有效控制。,(c),节流阀电机位于缸体上部，通过齿轮减速器驱动柱塞做往复运动。当柱塞运行到警戒位置时，报警，节流阀电机停，柱塞停止运作。,(d),阀门开度通过控制盘运转控制，在现场和控制盘都有刻度显示。,JSW,挤压造粒机技术讲座,换向阀（开车阀）,(a),换向阀位于节流阀后端，用于挤压机开车和清洁筒体时排除筒体内物料,(b),换向阀依靠位于阀体上部的液压汽缸驱动，阀杆带密封，当阀杆向上动作时，介质向下流出机组，流出的树脂在凝固之前手动切断，装在小车内，运走。,(c),换网器与开车阀共用一套液压单元,(d),换向阀和其他的下游设备，如换网器，模头等设备都安装在一个公共底座上，有轨道，可沿轴向移动，当挤压机筒体由于热膨胀或收缩轴向移动时，换向阀等设备可随之移动。,JSW,挤压造粒机技术讲座,换网器,(a),换网器型号,NSC460DB,M,，位于换向阀和模头之间，用于过滤熔化的树脂，去除外界的杂质，保证最终的产品质量。,(b),该杆状换网器装有两个滑杆，而不是平板滤网，在每一个滑杆侧是圆筒形破碎板，带数层过滤网。,(c),在换网时，滑杆上有排气槽。当滤网被异物阻塞时，过滤网压力升高，通过液压缸抽出上侧或下侧滑杆，更换过滤网，交替更换两个滑杆的滤网，保证挤压机正常运行，物料连续，所以要防止出现过高的压力。,(d),加热方式：热油,(e),在换网器内有压力传感器，当树脂压力达到,24MPA,时，机器联锁停车。,(f),换网器的壳体有冷却水夹套，防止树脂沿滑杆与壳体的内间隙泄漏。,(g),液压油系统通过液压缸来推动滑杆动作，滑杆动作过程有三个位置滑杆进入机体滑杆出机体,1/2,，停顿，排气。停顿时间可调整滑杆出机体,(h),滑道表面和滑杆经过渗氮处理，耐磨。,JSW,挤压造粒机技术讲座,水下切粒,(a),熔融树脂由模孔挤出，进入水室，水室中有循环的热水，树脂被切刀切成颗粒，被热水迅速冷却。,(b),热水夹带颗粒从水室到下游设备，进行粒料干燥和分级。,(c),水下切粒系统主要包括：模头组件、水室、刀盘和切刀、切粒机、小车,1,、模头组件,包括模头和模板,(a),模头通过中间法兰与换网器的下游相连，模板连接在模头的另一侧,(b),模头的中心部分是带夹套的，锥形的，强迫物料在锥形圆管中流动,(c),模板采用热油加热，有多个进油孔和排油孔，热油进入流通，均匀给模板加热,(d),模板材质是不锈钢的，在出料带表面焊接,Tic,，厚度大约为？,mm,，模孔：,2.6mm2830,JSW,挤压造粒机技术讲座,2,、切粒水室,(a),切粒水室通过快速夹具与模板相连，另一侧安装有切粒系统,(b),在水室的每一侧都安装有视窗，在水室后部有一灯，用于检查切粒情况,(c),切粒电机与视窗，夹具工况，其他安全设施等带联锁。例如：切粒水室没有与模板贴合或水室视窗打开，切粒机不能启动,(d),热水的入口和出口分别在切粒水室的底部和顶部,(e),热水夹具的机械装置包括,:,4,个液压油缸驱动的固定杆,夹紧装置液压油提供方式：通过一个风泵（,booster,）将低仪表风压转换为高液压油压,.,JSW,挤压造粒机技术讲座,3,、刀盘,(a),刀盘安装在切粒机刀轴末端,(b),刀盘上安装有,50,把切刀，当刀刃磨损,2mm,以上时，需要更换切刀,(c),切刀安装在刀盘上之后，调整各刀刃之间的平面误差不超过,0.03mm,(d),刀刃部分是,Tic,（复合材料），其他部分是不锈钢的,(e),刀盘开一流道，吸入热水到切刀表面与模板之间的空间。,JSW,挤压造粒机技术讲座,4,、切粒机,(a),切粒机用于把从模板挤出的聚丙烯条带切成颗粒,(b),切粒机通过球轴承联接（,ball joint,），用于调整切刀磨损时刀轴的进给，也适用于微小的不对中。,(c),切粒机的结构,刀轴由圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承支撑,轴承衬套安装在机体内，衬套与机体形成一个汽缸，衬套允许前后移动，补偿切刀磨损的间隙,用于刀轴后退（或者刀轴手动向前）的机械制动器和锁帽位于衬套后部。制动器是右螺旋纹，螺距？,mm,，手动旋转,1,周，制动器前进（或后退）？,mm,JSW,挤压造粒机技术讲座,(d),切粒机汽缸（冲程？,mm,），主要用于调整在不同的切刀转速下，切刀表面对模板的压力，调整切刀自动向模板进给，以补偿切刀磨损量,(e),弹簧用于给圆锥滚子轴承预加载，消除轴向轴承动作,(f),在水室中装有机械密封，防止热水泄漏到轴承室中，当机封有轻微泄漏时，热水从排放孔（“”处）排出，切粒机运行？秒后，必须用热水冷却机封，防止磨损热损坏机封,(g),刀轴与模板的垂直度通过定位螺栓，水室与切粒机之间的垫片来调整,(h),当新的切刀接触到模板表面准备切粒时，把千分表调到“,O”,位，切粒开始以后，千分表指示由于切刀磨损刀轴从“,0”,点向模板表面进给的距离,(i),由于切刀磨损，刀轴从“,0”,向模板进给达到,2mm,时，接近开关引发报警,(j),轴承润滑方式为油浴润滑,JSW,挤压造粒机技术讲座,5,切粒小车,（,a,）切粒水室、切粒机、电机都安装在一台小车上,（,b,）切粒机通过防振胶垫、地脚螺栓固定在小车上；电机直接固定在小车上,（,c,）小车可在轨道上移动，在小车后部有一锁紧螺栓，当小车与水室断开后，如有必要，用锁紧螺栓将小车定位,（,d,）当切粒机时准备开机时，或者需要更换刀盘时，切粒机可移动将近？,mm,，风动马达驱动一小齿轮，小齿轮与地茎上的齿条相啮合，这样切粒机小车就可以轻松的在导轨上动作了。,JSW,挤压造粒机技术讲座,液压油系统,1,、换网器和换向阀,(a),当换网器滑杆动作，或者换向阀动作时，液压油系统工作。只有当系统需要液压油时，液压油泵才工作。当液压油压力达到预设值或者测量换网器、换向阀位置的限位开关到位时，液压油泵停,JSW,挤压造粒机技术讲座,筒体冷却水系统（,ccw,系统）,(a),ccw,系统是一个闭路循环的水系统，循环热水温度最高？，为筒体夹套冷却,(b),循环热水的温度油,ccw,冷却器控制,(c),ccw,水泵操作压力为？,Mpa,(d),ccw,水罐液位由一液位开关自动控制，当液位低于设定值时报警。,(e),ccw,水必须保持洁净,JSW,挤压造粒机技术讲座,水分离、干燥和筛分设备,在水下切粒系统中，聚丙烯条带被切成颗粒，然后被切粒水冷却并被输送到后路，经过水分离、干燥和筛分设备,1,、预脱水过滤器,S890,（,a,）预脱水过滤器的壳体中有一圆筒式过滤网，用于减小循环热水量,（,b,）预脱水过滤器的脱水量由过滤器下部排放阀的开度控制,（,c,）已经冷却的颗粒被输送到后路：水,-,颗粒分离器,2,、水,-,颗粒分离器和大块料捕捉器,（,a,）聚丙烯浆料进入大块料捕捉器，在这里有一固定的倾斜格栅，大块料与水、颗粒分开。当大块料在格栅上堆积时，大块料捕捉器的档板打开，由气动汽缸驱动，大块料排出,（,b,）水、颗粒流到斜的滤网上，绝大多数水被滤网分离，颗粒带少量水流向离心干燥器,JSW,挤压造粒机技术讲座,3,、离心干燥器,D890,（,a,）离心干燥器中心有一转子，转子旋转将介质分离。转子从底部到顶部有一系列垂直于转子的不锈钢叶片,（,b,）离心干燥器通过离心力脱水。转子外周是一个固定圆筒形不锈钢的带孔的壳体，当离心干燥器工作时，颗粒撞击在滤网上，留在壳体内，而水靠惯性被甩出,（,c,）旋转的叶片不断提升颗粒，颗粒在干燥器顶部被甩出,（,d,）旋转的叶片也吸入了部分空气，空气从干燥器顶部的过滤器吸入，穿过叶片，颗粒，壳体的空隙,（,e,）在干燥器侧面有一开孔，用于排出空气，出口与抽湿风扇相连，防止空气夹带水滴或潮湿的空气流向振动筛,JSW,挤压造粒机技术讲座,4,、分级筛（振动筛）,（,a,）离心干燥器通过一个倾斜的流通与振动筛相连接，振动筛是一个振动分离器，从干燥器上来的产品流到振动筛滤网上,（,b,）上面的滤网将合格粒子、小粒子与大粒（筛除的）分离，筛除物无法通过上面滤网，在振动筛的摇摆、振动作用下，通过重力落到大粒子收集槽中,（,c,）合格粒子流向下游,（,d,）小粒子、细粉被下面的滤网分离出来，流向收集槽,（,e,）在离心干燥器与振动筛之间有一个换向阀，可以甩掉振动筛，把粒料直接送向下游,JSW,挤压造粒机技术讲座,热油系统,(a),挤压机的下游设备包括换向阀（开车阀）、换网器和模头（模板），由导热油系统加热,(b),这个系统包括两个独立的系统，每个系统包括,2,个热油泵，电加热器，单独的控制盘，共用一个热油膨胀罐和一个公共底座,(c),模板使用一个单独的热油系统,JSW,挤压造粒机技术讲座,摩擦离合器,主电机与主齿轮箱通过摩擦离合器相连接，在挤压机过载时离合器发生滑脱,摩擦离合器是气动啮合的、可限制传递扭矩的弹性联轴器。主要部件包括：,（,a,）滑差同步检测,（,b,）气动系统,（,c,）摩擦离合部件,滑差同步监测,在联轴器的两个轮毂（靠背轮）分别有测速探头（测量脉冲），滑差同步监测器将两个转速进行比较，如果由于过载，两个测量脉冲的差值超过预设的时间间隔,20,秒（举例），监测器报警，挤压机联锁停车,根据操作条件，气动系统自动校准离合器仪表风压力，控制滑脱扭矩,在主齿轮箱的后部连接仪表风管线到摩擦离合器。,JSW,挤压造粒机技术讲座,预设仪表风压力和操作条件（在启机前手动设定仪表风压力）,仪表风压力（,barg,）,滑脱扭矩（,%,）,开车,4.9,150,高速,4.5,115,低速,3.2,115,摩擦离合组件,如果驱动扭矩超过预设扭矩，摩擦离合器滑脱以保护设备不受损坏,JSW,挤压造粒机技术讲座,挤压机螺杆密封（简体密封）（挤压机物料入口的上游侧）,挤压机的原料是很细小的粉末，可能从螺杆与筒体之间的间隙泄漏,为了减小泄漏量并且方便安装，选用全剖分式轴封（,ABC SEAL,轴封）,简体密封分为驱动弹性体、转子、定子、密封腔和其他零部件,JSW,挤压造粒机技术讲座,ABC Seal,Mechanism,Segmented ring,Garter spring,环状螺旋弹簧,(,使环内圆柱体受到均匀径向力,),Side spring,Pin,C-ring,W-ring,R-ring,Atmospheric air side,Process side,PTFE,PTFE,How work?,Good sealing can be obtained by spring pressurization and gas purging.,Gas purging,Contacted with flange side face and shaft outer face,Atmospheric air side,Process side,Gas sealing,Gas leakage from process side can be protected by gas purging.,Atmospheric air side,Process side,Gas purging,Purge gas pressure,Pressure of process side0.02 to 0.03MPa,Sealing face,联锁系统,为防止以外发生，确保安全生产，挤出机一般设置,5,套连锁系统。这,5,套连锁系统分别为：,挤出机启动允许条件连锁系统；,挤出机紧急跳闸连锁系统；,挤出机定时连锁系统；,喂料设备跳闸连锁系统；,下游辅助设备跳闸连锁系统。,这些连锁系统使用的电器元件包括电流传感器、应变仪、转速表、热电偶、料位传感器、转换开关、近程传感器、其他监控挤出机生产线的有关装置，以及为控制逻辑系统提供数据的装置。,JSW,挤压造粒机技术讲座,挤出机启动允许条件连锁系统,挤出机启动时必须满足下列条件。将这些条件输入,AND,逻辑块，必须保证所有的条件都是逻辑“,1”,时才允许启动。,机筒升温,1,4h,，达到饱和状态；,没有热电偶断路；,挤出机润滑泵工作正常，油压也正常（仅指闭环冷却系统）,速度设为“,0”,下游辅助设备正常运转；,冷却水泵运转（仅指闭环冷却系统）,所有的跳闸信号关闭；,JSW,挤压造粒机技术讲座,挤出机紧急跳闸连锁系统,挤出机出现损坏征兆时，紧急跳闸连锁系统会在很短的时间内启动。其中有些跳闸装置的反应时间还不到,1,10,秒。发生下列任何一种情况时，挤出机就要停机：,扭矩大于,110,排料压力过高；,挤出机止推轴承承载过高；,主驱动电机温度过高；,在空气冷却电机时，主电机中的冷却空气流量过小；,挤出机离合器防护罩不到位；,离合器脱离或滑移；,挤出机,DC,（直流电）驱动故障；,下游辅助设备没有运转。,JSW,挤压造粒机技术讲座,