聚乙烯添加剂给料系统使用浅谈

许兆权，徐 阳，张志强

（1.中国石油吉林石化公司乙烯厂，吉林吉林 132022；2.中国石油吉林石化公司合成树脂厂，吉林吉林 132022）

0 前言

某工厂聚乙烯生产流程如下：反应单元生产出来的粉料，经干燥单元充分干燥后，送至给料系统；给料系统按照设定的主物料及各添加剂的配比进行称重，并将汇集的物料送至造粒单元；造粒单元生产的颜色和形状均满足要求的固态粒料，最终由风送单元送至包装线，产出合格产品。

添加剂给料系统位于造粒单元上游，是聚乙烯生产流程的重要组成部分。称重的准确性是给料系统的关键，只有合适的物料配比、准确的称量给料，才能改善产品性能、提高产品质量，否则将影响产品使用寿命，影响企业经济效益。

1 添加剂给料系统概述

一套添加剂给料系统由工厂控制站、质量流量计、失重秤3大部分组成。工厂控制站设于控制室，实时监测系统的下料量情况，操作人员可以通过操作界面输入各个添加剂秤的配比值，调用趋势、报警信息等。控制站还配有紧急停车软开关，现场出现异常故障可以紧急停车。

从匀速转动的参考系统来看，具有相对运动速度的物体所受到的惯性力分为2个：一个为惯性离心力，另一个即科里奥利力。科里奥利质量流量计采用科里奥利力测量原理来获取流量（图1）：在流量计内，测量轮恒速转动，进入流量计的物料在叶片的作用下加速达到测量轮的角速度；物料的加速运动作用于测量轮的扭矩，与物料的流量相关；扭矩经测量并转换为电信号。此测量与物料的物理性能，如流动特性、湿度和温度等无关，与物料和测量轮的摩擦、物料流速变化也无关。

图1 科里奥利质量流量计工作原理

失重秤是对连续式给入的固体散状物料进行测量，包括振动给料器、给料斗和延伸给料斗和称重模块，采用体积法或失重法给料方式。采用失重给料方式时，给料速度取决于单位时间内的重量减少。控制器将实际给料速度与设置值比较后，进而调节给料螺旋的速度。失重法的测量原理如图2所示。

为便于用户操作，给料系统还配有1个便携式的手操器，称之为DISOCONT。它是包括1个系统单元和若干可选扩展单元模块化的电子系统，只要将其与现场控制器相连，就可以实现现场控制。给料系统的控制站出现故障时，如异常关机或通信中断，都将使质量流量计停止运行，最终导致造粒机组由于入口压力报警而停车，影响生产。此时，如果将手操器与质量流量计相连，并在现场输入预进料数量，就可以将给料模式切换至就地控制，继续给料，避免下游机组由于物料切断而停车。

图2 失重法测量原理

2 给料系统的使用与维护

2.1 控制站的使用

给料系统的质量流量计和失重秤，下料情况受系统的逻辑控制，平时也不需要停风、停电等操作，因此操作人员只要每天按时巡检、清理周围散落的物料即可。操作人员每天在界面输入进料总量，并且要针对物料的性质，合理安排各个添加剂秤的配比。需要注意的是，采用失重法计量时进料总量的给定值不能超过量程的2倍，否则将导致给料系统停车。

仪表专业人员要熟练掌握此控制站的7个主要功能。

（1）在菜单中选择体积法或失重法。采用失重法时，系统对下料量的线性要求比较高，如果物料出现块状或絮状物，或者下料螺杆故障，均会造成下料量剧烈波动，和预先设定的配比值出现偏差。偏差大于系统默认值5%时，产生报警信息HI05（即控制偏差报警），下料终止，添加剂秤停止运行。

（2）在控制室操作添加剂秤上方的插板阀。但是，添加剂秤料斗里没有物料时不允许打开插板阀。正常生产中，物料小于料斗容积20%时插板阀自动打开，给添加剂秤料斗进料，达到70%时插板阀自动关闭。如果插板阀无法全关，或人为干预打开时间过长，将导致料斗内物料大于量程范围，触发报警信息HI08（即料斗搅拌报警），此添加剂秤停止运行。

（3）添加剂秤和上方的插板阀之间的逻辑关系是可以选择的。在设备调试或者检修时，如果不希望插板阀随着料斗内物料数量的多少而开关，可以在菜单栏中屏蔽逻辑。

（4）用手操器DISCONT在现场自动控制某一台秤给料时，工厂控制站只负责监控，不进行任何操作（除了紧急停车按钮），可以选择自动模式。

（5）设置选项里有一些常用的组态窗口，如设定质量流量计和添加剂秤的量程、修改登陆密码、组态趋势点等。还可以通过设置给料系统的单位、小数点位数，以适合各类工况需求。

（6）可以修改给料系统的一些关键参数，如响应时间、PID参数（PID是比例、积分、微分的简称）、报警联锁数值等。但是，只有在添加剂秤停止工作时才能设定组态参数。设定期间，秤系统之间的通讯无法连接，因此一旦需要在线调整参数，一定要将手操器与现场设备相连，否则重启时给料系统将停止运行。另外，工厂控制站的界面也是添加剂秤的控制界面，无法调用组态软件Easy Serve。

调用软件时需要使用另一种功能：点击菜单的操作系统，在对话框中点击右侧的DCMaster as Windows Shell功能块。之后电脑会自行重新启动，然后就可以进入组态界面。进行此项调整时一定要注意：①调整前要将手操器与现场质量流量计连接；②强制重启系统将无法进行组态；③不要选择退出程序的功能，否则给料系统将停止运行。

（7）查看添加剂秤给料系统的报警信息，可以单击Event功能块，更久远的报警信息可在Operating System功能块的Eventlog查看。

2.2 给料系统逻辑及报警信息介绍

启动给料系统，系统默认先启动质量流量计，5 s后自动启动添加剂秤。停止给料系统，系统默认先停止添加剂秤，5 s后停止质量流量计。

给料系统里共有4种报警信息，分别是Alarm，Warning1，Warning2和 Ignore。其中，Highlighted Flashing表示 Alarm，Groups and scales cut off；High lighted 表示 Warning1；出现Warning2时显示正常，Ignore无显示。如果系统触发Alarm报警，相应设备将停止运行。对一些经常出现的监视类的报警提示信息，在不影响正常生产的前提下，可以选择触发类型。

导致系统停车的常见的报警信息及故障原因如表1所示。

2.3 添加剂秤的校验

校验前要保持现场质量流量计和添加剂秤持续下料。

先在DISCONT主菜单中选择Display Filters，先后将I-Dis-play，I-Serial Output设为30 s，观察下料量变化情况。

表1 导致停车的常见报警信息及故障原因

再在主菜单中选择Controller，调节P-Component KP和IComponent TN两个参数，观察下料量的变化情况。

最后校验Bypass。在主菜单中选Calibrating Function→Vol.Discharge Adaption，实际值稳定后按回车，默认设定值为10 mA。

校验时还应注意，可以设定多个值进行校验，但设定值不能小于正常流量值的10%。在重新启动添加剂秤前，还要先清除报警信息（按CLREVT），否则无法启动。

3 结语

作为聚乙烯装置一个成套的独立单元，添加剂给料系统既影响产品产量又影响产品质量，因此，不仅要做好该系统的日常维护工作，更有必要深入了解系统的原理、功能及逻辑动作。