何 達

(中國石化股份有限公司天津分公司化工部,天津 300271)

中國石化股份有限公司天津分公司(簡稱天津石化)化工部聚酯裝置采用德國吉瑪公司五釜流程工藝，裝置包括14區(qū)、15區(qū)兩條生產(chǎn)線。14區(qū)聚酯熔體全部通過3臺并聯(lián)的切粒機生產(chǎn)半消光聚酯切粒；15區(qū)聚酯熔體主要用于半消光聚酯短纖維生產(chǎn)，同時配有1臺切粒機用于聚酯切粒生產(chǎn)。隨著市場競爭的日益激烈，作為聚酯裝置唯一外銷產(chǎn)品，聚酯切粒的外觀質(zhì)量要求不斷被提升，成為聚酯切粒質(zhì)量評定的重要因素[1]。在實際生產(chǎn)中，受生產(chǎn)工況、外界環(huán)境、人員等各方面因素的影響，聚酯切粒產(chǎn)品外觀質(zhì)量異?，F(xiàn)象時有發(fā)生，這對生產(chǎn)穩(wěn)定和產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生消極影響，甚至使企業(yè)失去一些固定客戶，造成產(chǎn)品滯銷，導致企業(yè)的經(jīng)濟效益受損。因此，優(yōu)化控制聚酯切粒外觀質(zhì)量勢在必行。

1 聚酯切粒機結(jié)構(gòu)及工作原理

聚酯裝置配置2臺HSG600H型德國切粒機和2臺TSQW600型國產(chǎn)切粒機，用于生產(chǎn)聚酯半消光切粒。以TSQW600切粒機結(jié)構(gòu)為例，由底座、切割裝置、導向裝置、水分配系統(tǒng)、傳動裝置、長料預分離器、控制柜、操作臺等組件構(gòu)成。其中，高溫聚酯熔體經(jīng)由切粒機鑄帶頭擠出形成鑄條，鑄條在溢流水提供動力的帶動下，流經(jīng)導流板，進入切割室，經(jīng)前后引料輥引入到動、定刀間隙處，經(jīng)動刀螺旋刃的旋轉(zhuǎn)作用，被切成顆粒。切粒經(jīng)干燥器脫水干燥后進入振動篩，再輸送到包裝工段進行成品包裝外銷,如圖1所示。

圖1 切粒機系統(tǒng)工藝流程Fig.1 Process diagram of granulation system1—鑄帶頭；2—導流板；3—切粒電機；4—切割室；5—干燥器；6—振動篩

2 聚酯切粒外觀質(zhì)量異常判定標準

根據(jù)國標相關(guān)規(guī)定[2]，各企業(yè)對聚酯切粒外觀質(zhì)量要求進行了細化，天津石化制定了聚酯切粒外觀質(zhì)量異常判定標準，見表1。

表1 切粒外觀質(zhì)量異常判定標準Tab.1 Abnormal appearance standard for polyester chips

3 聚酯切粒外觀質(zhì)量異常的原因分析

3.1 操作人員

崗位操作人員責任心不強，操作不規(guī)范，質(zhì)量意識淡薄，發(fā)現(xiàn)問題不及時，或發(fā)現(xiàn)問題后不能及時處理，這些都是產(chǎn)生切粒外觀質(zhì)量異常的原因。此外，DCS崗位與現(xiàn)場切粒崗位操作人員配合不默契(尤其發(fā)生異常時)，也會導致切粒產(chǎn)品出現(xiàn)異狀切粒。

3.2 切粒機切刀

切割間隙實際上是指動、定刀之間的間隙，而切割間隙的大小對切削力有著嚴重的影響。在一定范圍內(nèi)，切割間隙與所需要的切割力成反比，如果調(diào)整不好切割間隙，不僅會加速刀具磨損，影響切刀使用壽命，也會對切片質(zhì)量造成明顯的影響，容易出現(xiàn)毛刺、連粒等異狀切粒。

引料間隙是指前后引料輥外徑之間的徑向距離。當生產(chǎn)一定規(guī)格的切粒時，鑄帶條厚度應是相同的。當引料間隙增大時，鑄帶條與兩個引料輥之間的摩擦力減小，相應的動刀對鑄帶條的拉力也減小，鑄帶條進入動刀的速度變慢，出現(xiàn)異常切粒；當引料間隙進一步增大時，鑄帶條將不能引入前后引料輥之間，熔體堆積在生頭板上，引起光電故障報警，導致熔體放流；反之，如果引料間隙太小，切粒顆粒將會呈現(xiàn)扁平狀。

3.3 生產(chǎn)負荷調(diào)整

在裝置提、降產(chǎn)或切粒機之間轉(zhuǎn)產(chǎn)過程中，由于切粒機產(chǎn)量的變化，需要及時調(diào)節(jié)刀速。如果切粒的刀速提升過快，會產(chǎn)生小切粒；如果刀速調(diào)整過慢，會造成超大切粒，并造成切粒的粘連，嚴重時會堵塞干燥器及振動篩，造成切粒機的異常停車。因此，在切粒機負荷變化期間，嚴格控制100粒切粒質(zhì)量在(3.20±0.15)g，及時調(diào)整切粒刀速與質(zhì)量相匹配，避免出現(xiàn)切粒粒重超標。

3.4 工藝調(diào)節(jié)

影響切粒質(zhì)量的主要工藝參數(shù)有溢流水流量、噴淋水流量、切刀轉(zhuǎn)速、脫鹽水溫度等。水流量、水溫度的控制因人而異，手法各不相同，切刀轉(zhuǎn)速基本由操作人員根據(jù)生產(chǎn)負荷掌握。尤其裝置產(chǎn)量波動時，切粒機負荷發(fā)生變化，水流量沒及時調(diào)節(jié)到最佳點，與負荷變化不匹配，缺乏最佳工藝參數(shù)配合，導致熔體鑄條不穩(wěn)定，容易相互粘連產(chǎn)生粘粒、并粒等異狀切粒。

3.5 脫鹽水

聚酯切粒系統(tǒng)的脫鹽水分為溢流水、噴淋水、輸送水三部分，在切粒生產(chǎn)過程中起到冷卻、輸送作用，對切粒的外觀質(zhì)量具有較大的影響。脫鹽水對切刀使用也有一定影響，脫鹽水可以及時帶走切削過程中產(chǎn)生的熱量，減緩切刀磨損速度，有一定的潤滑作用，但脫鹽水的純凈度直接影響切刀使用壽命。

在切粒機運行過程中，由于溢流水、噴淋水、輸送水三者流量與切粒機產(chǎn)量負荷匹配不當，使水流量過大，超出干燥器工作負荷，水分離效果下降，干燥器未能使水與切粒完全分離，使部分水帶入切片中，造成切粒含水量超標。

當切粒脫鹽水水溫過低，會導致切粒過度冷卻，使切粒進入干燥器時沒有足夠的熱量蒸發(fā)切粒表面的水分，也是導致切粒含水量超標的重要因素。

在鑄帶條被切粒成形后，如果切粒脫鹽水溫度過高或切粒脫鹽水水量過小，未能將切粒顆粒完全冷卻時，切粒內(nèi)部溫度仍會較高，再經(jīng)干燥除水后，在后續(xù)的振動篩篩選和切片貯罐中就會因內(nèi)部熱量傳導，使切粒外表軟化，導致出現(xiàn)兩個粒子或多個粒子相互粘結(jié)，形成粘粒，嚴重時切粒大量粘結(jié)成塊，堵塞輸送管道。

綜上分析，在聚酯切粒整個生產(chǎn)過程中，影響聚酯切粒外觀質(zhì)量的主要因素見表2。

表2 異狀切粒超標的原因Tab.2 Reasons for excess abnormal chips

4 聚酯切粒外觀質(zhì)量的改進措施

4.1 提高操作人員技能水平

(1)通過有針對性的進行現(xiàn)場模擬操作技能培訓；(2)加強崗位練兵，組織班組勞動競賽，調(diào)動職工的積極性和自主性；(3)加強切粒崗位培訓、考核，規(guī)范切粒崗位的操作標準細則和注意事項；(4)加強班組團隊意識建設(shè)，提高DCS人員與現(xiàn)場人員的配合默契度。

4.2 及時調(diào)整生產(chǎn)負荷

隨著切粒機負荷變化及時調(diào)節(jié)刀速；調(diào)節(jié)刀速幅度要均勻緩慢，避免出現(xiàn)過小或過大切粒；調(diào)試刀速中用目測法調(diào)節(jié)刀速，結(jié)束后及時稱量標定粒重，控制100粒質(zhì)量為(3.20±0.15)g。

4.3 工藝參數(shù)調(diào)節(jié)

對各臺切粒機性能進行評定，根據(jù)負荷進行參數(shù)優(yōu)化，找到各自對應的切刀轉(zhuǎn)速，噴淋水和溢流水量,保證切粒機的長滿優(yōu)運行；在不同生產(chǎn)狀態(tài)下，匹配相應最佳參數(shù)。

4.4 間隙的優(yōu)化調(diào)整

切割間隙，引料間隙是切粒機切刀調(diào)整的核心。切割間隙的標準要求較高，應控制在0.03～0.04 mm。因為切割間隙過大過小或不均勻，都會對刀具壽命產(chǎn)生影響，而且該間隙的調(diào)整需按一定程序進行，緊固順序和力矩也均有要求。引料間隙的調(diào)整則要保證適當均勻，合適的引料間隙為1.7～1.8 mm。

4.5 切粒水參數(shù)的調(diào)整優(yōu)化

切粒水參數(shù)的調(diào)整主要是流量和溫度。操作人員要在不同工況下將切粒水流量、溫度調(diào)整到相匹配的條件。溫度一般控制在29～34 ℃，而輸送水流量一般為10～15 t/h。為保證切粒水的清潔，采取優(yōu)化措施有：增加水過濾器清掃頻次，及時更新水濾布，定期清掃脫鹽水罐，強化切粒預知性維修，用蒸汽清掃溢流水、噴淋水、輸送水管線內(nèi)異物并徹底清掃脫鹽水系統(tǒng)。

4.6 切粒機定刀的優(yōu)化

裝置定刀分為合金和陶瓷兩種材質(zhì)，使用過程中，合金刀使用壽命較短，不利于產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對此裝置目前定刀全部更換為陶瓷材質(zhì)。

以上改進措施自2016年開始實施，通過對切粒外觀質(zhì)量在線檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比發(fā)現(xiàn)，切粒產(chǎn)品外觀質(zhì)量不合格的現(xiàn)象得到有效控制，產(chǎn)生異狀切粒超標次數(shù)大幅度減少，由2015年的41次降至2016的5次，切粒的外觀質(zhì)量得到明顯的提高，優(yōu)化改進取得良好的效果。

5 結(jié)論

a. 影響聚酯切粒外觀質(zhì)量的主要因素有：操作人員、切粒機的切刀間隙、生產(chǎn)負荷的調(diào)整、生產(chǎn)工藝調(diào)整、脫鹽水等。

b. 通過優(yōu)化改進，可以實現(xiàn)對聚酯切粒外觀質(zhì)量的有效控制，異狀切粒超標次數(shù)大幅度減少，切粒產(chǎn)品外觀得到有效控制。

參 考 文 獻

[1] 徐心華.聚酯質(zhì)量對超細滌綸長絲生產(chǎn)的影響[J].合成纖維工業(yè),1995,18(6):46-47.

Xu Xinhua. The influence of polyester quality on superfine PET filament production[J].Chin Syn Fiber Ind,1995,18(6):46-47.

[2] 孫正儀. GB/T纖維級聚酯切片標準和纖維級聚酯切片標樣的淺析[J].聚酯工業(yè),2000,13(4):12-14.

Sun Zhengyi.Analysis standard of GB/T fiber-grade PET chips and standard sample of fiber-grade PET chip[J]. Polyest Ind,2000,13(4):12-14.