混捏机称重数据波动的原因及应对措施

混捏机称重数据波动的原因及应对措施

苏振斌，常海，金伟

中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司催化剂厂   

抚顺石化公司催化剂厂通用催化剂车间，采用UOP公司生产专利技术设计，其中，挤条生产线可用来加工多种催化剂载体，在DCS集散控制系统的基础上，采用全厂批量控制（TPB）进行生产操作，载体生产所用各种物料按比例在集中机混捏中精确称重并混合。近期，混捏机称重数据不时出现大幅波动失控现象（即使整合PID参数），DCS具体表现为波动振幅宽、周期长短不一的大幅波动，生产上则表现为载体强度降低、载体韧性差、焙烧后粉化率增加，通过调整工艺操作也难以改善。此问题尤其在近期生产中表现突出，影响了装置的平稳生产。

一、原因分析

从混捏机称重系统固有的工作特性看，混捏机称重数据小幅波动属正常状态，但出现超范围大幅波动应归为异常。首先判断故障是否为称重系统，即仪表故障引起。最常见的原因是模拟称重传感器系统中的接线盒内有污物或盒内端子松动接触不良，导致称重数据显示值跳动、显示值不稳。但以称重传感器为核心的称重系统在实际的使用过程中引发故障的原因很多，有时几个故障可能同时出现。除了上述提到的情况外，还有称重传感器是称重单元中一个比较容易损坏的元件，撞击、过载、老化、高温、腐蚀等原因很容易造成传感器的损坏。传感器的故障检测和排除，故障处理应遵循这样的步骤；观察（故障观察）--分析（故障原因）--检测（为故障判断提供依据或对判断结果加以验证）修复（修理或更换）。就称重传感器自身的特点通过下列方法检测、判断和验证：阻抗判别法：逐个将传感器的两根输出线、输入线拆掉，用万用表测试输出、输入阻抗和信号电缆各芯线与屏蔽层间的绝缘电阻。

1；输入电阻≥输出电阻>桥阻

2：桥阻之间相等或者两两相等

输入阻抗（EX+与EX-之间）为400±30Ω（或700±30Ω高阻型）

输出阻抗（SIG+与SIG-之间）为350±5Ω（或650±20Ω高阻型）

通过实际测试得到结果未达到合格证上的数值，由此，判断称重传感器损坏需要更换。除此之外，也需要从工艺上查找故障原因，及时分析混捏机称重系统的实际工作运行状态。要使混捏机称重系统达到稳定的数据显示效果，就要为其创造良好的内外工艺条件：

（1）混捏机有多处加出料管道，原设计加出料口均采用橡胶软连接连接，由于橡胶软连接老化弹性变弱，对混捏机产生推力或拉力，从而导致称量数据不稳。

（2）混捏机胶溶酸添加管线支撑点离混捏机太近这样会降低管道的弹性，从而导致称量数据波动。

（3）根据混捏机工作原理载体生产所用物料在混捏机中精确称量并将其进行混合，电机带动犁刀以113转/分的速度旋转，将物料混合，在混捏腔一侧装有4个切碎机，用以将混团物料切碎，以使整个混合过程更加均匀。过程虽有振动但十分平稳 ，并不影响称重效果。然而从混捏机称重数据出现超范围大幅波动现象看，尤其是混捏机大幅振动现象判断，混捏机工况在运行中发生了异常变化。经打开混捏机发现有很多粘性粉体贴在犁刀臂还有内壁处，从而造成混捏机犁刀在高速时因受力不均产生剧烈振动。

显然是混捏机机体发生剧烈振动才导致其重数据出现超范围大幅波动。究其原因是生产过程中制备溶胶时，氧化铝粉体和胶溶酸以1:1比例配制而成，很稀的胶溶体在犁刀的搅拌下均匀分布在混捏机内壁，然后添加的氧化铝粉体还有两种沸石分子筛，会很快甚至瞬间造成胶溶体失水，形成颗粒状湿的固体物料的均一分散相，但实际状况是有部分胶溶体没有被粉体失水形成小颗粒，而是在犁刀臂、内壁形成胶体粘在上面，在混捏机运行时由于工况的改变，原有的平衡被打破各犁刀臂受重不同，在惯性和切力综合作用下产生剧烈振动。

二、应对措施

通过以上原因分析可知，造成混捏机称重数据波动应的主要原因是部分胶溶体没有被后续添加粉体失水形成颗粒物，而是形成胶状物粘在犁刀臂、器壁打破原有平衡，混捏机运行时才产生剧烈振动。因此必须从工艺操作入手来解决混捏机称重数据超范围大幅波动。在氧化铝粉体和胶溶酸以1:1比例配制溶胶后，通过多次抢粉、增加混捏时间等方法，使胶溶体有充分的失水时间从而形成非常潮湿且呈颗粒状物料，保证了混捏机内原有的动态平衡，减弱振动发生条件。同时采取

1、将原设计加出料口橡胶软连接改成软和耐酸丝织品软连接，消除橡胶软连接对混捏机产生推力或拉力，从而减小其对称量数据波动的影响。

 2、将混捏机胶溶酸添加管线最近支撑点改成软连接结构，这样就可提高管道的弹性，从而导致对称量数据波动影响降低。

3、将混捏机原称重模块更换为更先进、减震效果优良的梅特勒-托利多称重模块。因为，混捏机称重模块是在动载荷作用下工作的，所以首先要考虑在多种交变作用力的影响，这些交变作用力容易造成称重模块“疲劳破坏”，该称重模块将称重传感器、负荷传递装置和安装连接件等部件组合在一起，最佳的结构设计与制造工艺是使其适合各种恶劣工况。

    新称重模块                     原称重模块

新称重模块在动态称重时产生回复力，它使称台自动回至稳定位置，从而使称量得精确可靠。其独特的2只水平拉杆稳定设备的晃动，同时具有360°周向水平限位保护和防倾覆保护设计。

三、结论

混捏机称重数据波动应的原因，涉及工艺和外界环境因素，其中生产工况变化因素最突出，因此我们要根据实际生产状况，及时作出判断，采取有效措施解决问题。通过采取以上应对措施，使混捏机称重数据波动始终处于一个稳定的工作运行状态，取得了比较好的效果。