PVC聚合釜

目录

第1章前言 (2)

第2章国内外PVC聚合釜结构发展特点 (2)

2.1国内外PVC聚合釜的参数 (2)

2.2聚合釜的结构发展特点 (3)

2.2.1 大型化 (3)

2.2.2 高生产强度 (3)

2.2.3 使用的安全可靠性大大加强 (4)

第3章PVC聚合釜在生产中的应用 (5)

3.1国产釜的系列型谱 (5)

3.2 LF135型PVC聚合釜－基本特性 (5)

3.3 LF110型聚氯乙烯聚合釜 (6)

3.3.1 LF110型聚氯乙烯聚合釜的参数 (6)

3.3.2 LF110型聚氯乙烯聚合釜结构特点 (6)

第4章编程控制器概述 (8)

4.1编程控制器的特点 (10)

4.2编程控制器的功能 (10)

4.3 PLC控制系统的发展前景 (11)

第1章前言

随着我国国民经济的高速增长，PVC树脂的需求量也在迅猛增长。据2002年预测，未来8a内我国PVC的需求量将达到每年900-1000万t，成为全球最大的PVC消费国。这也成为目前许多国内PVC生产厂家正在或计划新、改、扩建大型PVC生产装置的主要原因。尤其是近2a，我国正在或计划建设的20万t

以上的大中型PVC装置就有10余套，如山东、辽宁、江苏、河北、四川、云南、福建、内蒙、新疆等地区都有20-40万t/a的PVC装置的建设计划，甚至100万t/a的电石法PVC装置也正在筹划之中。到2010年，预计我国将新增PVC生产能力300万t/a以上。聚合釜是PVC生产装置中的关键设备，若按70m3聚合釜的生产强度计算，上述新增生产能力的PVC生产装置至少还需要70m3聚合釜150台。

目前，国内外PVC树脂的生产方法主要有3种，即悬浮法、乳液法和本体法。其中悬浮法生产PVC产量所占比例最大，但近几年乳液法和本体法生产因其树脂的独到之处在国内外也有长足进展。各种生产方法对聚合釜的搅拌、传热均有不同的要求，锦西化工机械(集团)有限责任公司对各种生产方法的PVC聚合釜进行了多年的研究开发，形成了我国的PVC聚合釜系列，并已批量投产。

第2章国内外PVC聚合釜结构发展特点

2.1 国内外PVC聚合釜的参数

2.2聚合釜的结构发展特点

2.2.1 大型化

随着PVC生产装置规模的不断扩大，大型聚合釜已在国内外PVC装置中普遍采用。通常将30m3以下的釜称为小型釜，容积在70m3以上的釜称为大型釜。采用大型釜的好处是：(1)PVC树脂产品质量和均一性提高；(2)装置的占地面积减少；(3)装置建设投资降低；(4)装置生产管理费用和维修费用降低。

因此，在国内外新建或扩建的单条生产线生产能力在5万t/a以上的PVC生产装置中，大多采用了70-200m3的聚合釜。

2.2.2 高生产强度

生产强度是指聚合釜每立方米容积每年的生产量。聚合釜生产强度取决于2

个方面的因素，一是聚合釜设计的传热能力，二是化工工艺设计的聚合反应时间和生产辅助时间。

提高聚合釜的传热能力通常采用最佳的搅拌与挡板组合、高传热系数的传热结构、适宜的冷却水流速和回流冷凝器等。

缩短聚合生产周期通常的工艺措施有加冷热水技术；防黏釜技术；采用复合引发剂，降低热负荷分布指数；带压出料；采用部分冷冻水等。

聚合釜的高传热能力与其适应的化工工艺措施相结合，保证了聚合釜的高生产强度。

近几年，我国的一些树脂生产厂采取了许多工艺措施，使得在用的聚合釜生产强度大幅度提高，有的国产聚合釜生产强度已经超过了350t/(m3?a)，甚至可达到400t/(m3?a)以上，这一指标为目前国际的先进水平。

2.2.3 使用的安全可靠性大大加强

聚合釜大型化和生产强度强化以后，每釜投入单体量达数十t，乃至上百t，如果产品质量出现瑕疵或设备发生故障，将造成巨大的经济损失和严重的事故后果。所以对聚合釜的设计制造质量提出了更高的要求。

在搅拌冷模试验技术放大的基础上，进行聚合釜搅拌器的选型和结构设计，对树脂质量和传热效果提供了可靠保证，聚合釜搅拌转速可调，更适应不同型号树脂的生产。

聚合釜的安全泄放装置采用安全阀与爆破膜的组合结构，解决了单一安全阀易堵、失灵的弊病。

聚合釜的轴封多采用带集油盘的双端面机械密封，国内配套的机械密封使用寿命有的已经达到了16000h，泄漏量指标降到5mL/h以下。

聚合釜运行过程的全程自控和完善的连锁系统更保证了聚合釜长期稳定的运行。

第3章PVC聚合釜在生产中的应用3.1国产釜的系列型谱

3.2 LF135型PVC聚合釜－基本特性

3.3 LF110型聚氯乙烯聚合釜

LF110型聚氯乙烯聚合釜是由锦西化工机械（集团）有限责任公司按天津大沽化所提供的技术参数，自行开发研制的大型釜，该型釜吸收了国外先进经验，在搅拌传动系统、传热系统等方面采取合理先进的配置，与天津大沽化工艺相配套，用于悬浮法生产各种型号的聚氯乙烯树脂。可实现全过程的微机控制。

3.3.1 LF110型聚氯乙烯聚合釜的参数

3.3.2 LF110型聚氯乙烯聚合釜结构特点

1、搅拌系统

LF110型聚氯乙烯聚合釜搅拌系统在搅拌转速、搅拌桨叶形式及内件设置等三个方面合理配置以满足悬浮法生产聚氯乙烯工艺的需要。采用双极数电机，可将搅拌转速按工艺要求进行调整，电机型号：YB400-4/8,功率P=240KW,额定转速1491--746r/min，聚合釜正常输出转速为62.5--125r/min；设置二层桨式搅拌

器；釜内设置六组内冷挡板，在改变传热的同时，以改变搅拌流型。上述结构很好满足悬浮法生产聚氯乙烯工艺搅拌系统的需要。

2、传热系统

LF110型聚合釜传热系统由釜体传热系统、内冷挡板传热系统，体外冷凝器传热系统三部份组成，。其中釜体传热系统由设置在釜体外壁上的半管夹套和设置在釜底的夹套封头两部分组成。其中釜体上的半管夹套结构使传热介质没有短路现象，并设置成多进多出的结构，提高了总体传热系数；内冷挡板采用组管结构形式；为更多的带走反应热，该釜设置了体外冷凝器，上述结构很好满足悬浮法生产聚氯乙烯额工艺传热系统的需要。

3、传动和密封

LF110型聚合釜采用下传动方式，减速机采用平行轴结构由FLENDER公司进口；配置双极数电机调节搅拌转速，在减速机与电机之间，安装有气动马达装置，作为备用动力装置，当电力驱动出现故障时，气动马达立即启动，继续驱动负载工作；机械密封选用进口的整体集装式双端面机械密封，采用缓冲液工作站供油，确保机械密封使用寿命12000小时以上，泄漏量单边小于8ml/h；传动部分轴系统设计成可拆结构，在不拆卸机架、减速机的前提下可将机械密封整体拆除，给设备维修带来很大方便。

4、安装

设备的交货状态，聚合釜在制造厂已经过以水带料的试运转。

A、釜体整体运输部件的安装，釜内搅拌轴是固定在釜内整体发运的，轴的偏摆及与底轴承的对中度在制造厂均经过严格调整，因此，设备现场安装时，必须仔细调整釜体安装的水平度。调整方法；把框式水平仪放置在机架平面上，在支座底板下方垫设斜铁在垂直两个方向上，检测机架平面的水平度，不大于0.2mm/1000mm,水平调整合格后，拆除釜内搅拌轴支撑架，拆除时检查搅拌轴与密封轴连接螺栓，搅拌器连接螺栓是否松动，并需紧固牢。

B、传动部分分装发运件的安装，外购件必须有产品质量合格证明书，确保机架、减速机、气动马达，电机及其连接件位号一致，组装对应的减速机，气动马达、电机及连接的带轮及皮带，手动盘车，检测机械密封处轴的径向跳动公差≤0.20mm;搅拌轴轴端径向跳动公差≤2.5mm.

5维护及保养

1、生产期间应定期检查密封件和润滑油，发现油位降低应立即加油；

2、生产期间应定期检查设备的连接件是否松动，如有发现因立即拧紧加固；

3、设备应避免受到重压或重击，以免损坏；

4、过滤器长期保持洁净无积水，有积水后应及时按压过滤器放水阀排水；

5、润滑器长期保持正常油位，使用20或以上标号的进口润滑油；

6、该装置每周试运行一次，连续工作10分钟，确保工作状态正常；

7、每年更换一次气管

8、保持离合器清洁

9、气动马达正反转接口定义：从马达轴端看，正时针转为马达正转向，此时马达正转进气口为从马达轴端看，右手边进气口为正转进气口，反之左手边进气口为反转进气口；

10、使用英格索兰推荐牌号的润滑剂，按规程保养：

a.管路润滑器安装后请按外壳标尺刻度加注使用相当于SAE20或

SAE20W的马达油，并建议使用英格索兰公司提供的润滑油；

b.第一次使用马达前，在马达进气口直接加注50ml SAE20 或SAE20W 的马达油

第4章编程控制器概述

PLC是专门为工业生产服务的控制装置。40年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数据控制的进步，其应用领域从小到大，实现了单体简单控制到胜任运动控制。过程控制及集散控制等，今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流设备，发挥着越来越大的作用。PLC是由模仿原继电器控制原理发展起来的，

二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC 由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。

可编程序控制器( Programmable LogicController 简称PLC) 是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统, 它将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体, 成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备, 具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点。随着技

术的进步, 其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制, 成为自动化领域的三大技术支柱(PLC、机器人、CAD?CAM ) 之一。其主要应用的技术领域有: 顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术等。

4.1编程控制器的特点

PLC即可编程控制器，是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。国际电工委员会(IEC)对PLC曾作了如下定义：“PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关设备，都应该按易于与工业控制系统形成一个整体。易于扩充其功能的原则设计。”这段话完全道出TPLC的特点和应用领域。其主要有以下特点：

1.可靠性高。为了满足工业生产对控制设备安全可靠性的要求，PLC采用了微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。

2.环境适应性强。PLC具有良好的环境适应性，可应用于十分恶劣的工业现场。在电源瞬间断电的情况下，仍可正常工作，具有很好的抗宅间电磁干扰的能力，它一般对环境温度要求也不高。在环境温度-20至65度、相对湿度为35%至85%情况下仍可正常工作。

3.灵活通用。在完成一个控制任务时，PLC具有很高的灵活性。首先，PLC产品L三经系列化，结构形式多种多样，在机型上又很大的选择余地。其次同一机型的PLC其硬件构成具有很大的灵活性，用户可以根据不同任务的要求，选择不同类型的输入输出模块或特殊功能模块组成不同硬件结构的控制装置。

4.使用方便、维护简单。PLC控制的输入输出模块。特殊功能模块都具有即插即卸功能，连接十分容易。对于逻辑信号，输入输出均采用开关方式，不需要进行电平转换和驱动放大;对于模拟信号，输入输出均采用传感器仪表和驱动设备的标准信号。各个输入和输出模块与外部设备的连接十分简单。整个连接过程仅需要一把螺钉旋具即可完成。

4.2编程控制器的功能

PLC的主要功能:

a)在线数据采集和输出;

b)控制功能,包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等;

c)数据处理功能,既能进行基本数学、逻辑运算,还可通过编程实现复杂的控制算法;

d)输入/输出信号调制功能;

e)通信、联网功能,可进行1:N的远程控制、多台PLC间联网通信、外部器件与PLC的信号处理单元之间实现程序和数据交换等;

f)支持人机界面功能;

g)编程、调试等

4.3 PLC控制系统的发展前景

现在,虽然出现了性能更加优越的DCS和FCS控制系统,从长远看,PLC 控制终将也会被先进的FCS控制所取代,但是,在今后相当长的一段时间内,基于以下原因PLC还会与DCS和FCS共存:

(1) 现在企业的确正在朝着自动化、信息化、开放化的方向发展,但这是否就意味着要将现有的控制系统推倒重来呢? 答案是否定的。企业投入大量的人力和财力建立起来的PLC控制系统已经成型,如果要完全推翻再建立新的DCS或FCS控制系统,需要更大的资金投入,将造成很大的浪费。

(2) 基于以上市场需求,许多软件厂商(例如:华富惠通软件公司)正在考虑如

何利用企业已经成型的控制系统及新建的厂级网络,开发控制系统软件,帮助企业实现工厂自动化、信息化,为企业提供控制系统与管理网络的集成。

(3) 目前,PLC的功能增强、结构优化,I/O模块趋向分散化、智能化,编程工具和编程语言更具标准化和高级化。

(4) PLC的联网通信能力增强,能向高速度、多层次大信息量、高可靠性及开放式的通信发展。

(5) 现在的PLC系统与DCS技术、现场总线I/O技术相结合,使其结构开放、扩展方便、技术先进、价格低廉。

由以上分析可以预见,未来PLC将朝着多功能化、集成化、智能化、标准化、开放化的方向发展故

PLC虽然面临其它自动化控制系统的挑战,但同时也在吸收它们的优点,互相

融合,不断创新,在今后一段时间内将与其它先进控制方式并存,共同发展。