3.4 工艺计算
3.4.1 聚合装置的工艺计算应以装置的设计生产能力为基准，并应进行物料衡算和热量衡算。
3.4.2聚酰胺6的聚合、萃取、干燥、单体回收和低聚物全回用等主要设备的生产能力应按照装置的操作弹性、设备运转效率、物料停留时间以及产品质量特性等进行计算，并应符合下列规定：
1 当无备台、无液态CPL供应时，固态CPL熔融运转效率宜取70%；
2 助剂调配系统应按产品方案中需加入比例最高助剂量为基准，每批调配量不应小于16h使用量；
3 聚合反应器停留时间应根据典型品种确定，同时应对高负荷、高黏度产品工艺条件进行核算；
4 萃取和干燥系统负荷率宜取85%；
5 回收系统运转效率宜取85%，同时应对非正常工况进行核算。
3.4.3 聚酰胺66和聚酰胺56的反应器、闪蒸器、预聚合器、后聚合器等主要设备的生产能力应按照装置的操作弹性、设备运转效率、物料停留时间以及产品质量特性进行计算。
3.4.4 泵、风机、压缩机等动力设备的流量、扬程和设备台数应根据聚合装置的操作特性、弹性范围和压力降等因素计算确定。
3.4.5 换热器的换热面积和设备的规格应根据工艺操作参数和热量平衡数据计算确定。
3.4.6 二次热媒的换热量和循环量应根据装置的设计生产能力和聚合反应的各段热量平衡计算确定，再计算一次热媒的加热量和循环量。
3.4.7 纺丝和熔体输送设备及熔体夹套管应进行热量衡算。
3.4.8下列管道应进行应力计算：
1 聚合装置中温度不小于200℃、管径不小于DN65的热媒管道；
2 不小于DN100的干燥切片用循环热氮气管道；
3 聚合反应器顶部排放热气管道；
4 聚合物熔体输送管道。
3.4.9 管道应力计算应核算不同工况聚合反应器的端点附加位移对管道系统的影响，并应充分利用管道走向的自然补偿。
3.4.10 切片输送、干燥，纺丝及后处理的工艺设备配置应以单台（套）设备的生产能力为基本依据，并应结合产品方案中的产量、设备运转效率计算所需台（套）数。
3.4.11 纺丝熔体管道设计应进行下列计算：
1 熔体管道的管径分配和长度应通过计算确定，应保证到达生产相同产品的每个纺丝箱体的熔体输送管道内的熔体压力降和熔体停留时间相等，且熔体黏度应在纺丝允许范围内；
2 纺丝熔体管道系统设计的热应力分析计算应在满足安全性的前提下，使管道长度最短；
3 纺丝熔体管道设计应进行管道系统熔体压力降、熔体停留时间和黏度降计算。
3.4.12 每条纺丝生产线的热媒加热设备的能力应根据工艺参数和装置生产能力计算。
3.4.13 纺丝冷却风的风量和风速应以产品方案中小时产量最大的品种为依据计算确定。
3.4.14 油剂调配系统的能力及配置应根据产品方案计算确定。
3.4.15 组件清洗设备配置应根据设备清洗能力和清洗周期，以及需清洗的纺丝组件、计量泵、过滤芯的数量，计算所需台（套）数。
3.4.2聚酰胺6的聚合、萃取、干燥、单体回收和低聚物全回用等主要设备的生产能力应按照装置的操作弹性、设备运转效率、物料停留时间以及产品质量特性等进行计算，并应符合下列规定：
1 当无备台、无液态CPL供应时，固态CPL熔融运转效率宜取70%；
2 助剂调配系统应按产品方案中需加入比例最高助剂量为基准，每批调配量不应小于16h使用量；
3 聚合反应器停留时间应根据典型品种确定，同时应对高负荷、高黏度产品工艺条件进行核算；
4 萃取和干燥系统负荷率宜取85%；
5 回收系统运转效率宜取85%，同时应对非正常工况进行核算。
3.4.3 聚酰胺66和聚酰胺56的反应器、闪蒸器、预聚合器、后聚合器等主要设备的生产能力应按照装置的操作弹性、设备运转效率、物料停留时间以及产品质量特性进行计算。
3.4.4 泵、风机、压缩机等动力设备的流量、扬程和设备台数应根据聚合装置的操作特性、弹性范围和压力降等因素计算确定。
3.4.5 换热器的换热面积和设备的规格应根据工艺操作参数和热量平衡数据计算确定。
3.4.6 二次热媒的换热量和循环量应根据装置的设计生产能力和聚合反应的各段热量平衡计算确定，再计算一次热媒的加热量和循环量。
3.4.7 纺丝和熔体输送设备及熔体夹套管应进行热量衡算。
3.4.8下列管道应进行应力计算：
1 聚合装置中温度不小于200℃、管径不小于DN65的热媒管道；
2 不小于DN100的干燥切片用循环热氮气管道；
3 聚合反应器顶部排放热气管道；
4 聚合物熔体输送管道。
3.4.9 管道应力计算应核算不同工况聚合反应器的端点附加位移对管道系统的影响，并应充分利用管道走向的自然补偿。
3.4.10 切片输送、干燥，纺丝及后处理的工艺设备配置应以单台（套）设备的生产能力为基本依据，并应结合产品方案中的产量、设备运转效率计算所需台（套）数。
3.4.11 纺丝熔体管道设计应进行下列计算：
1 熔体管道的管径分配和长度应通过计算确定，应保证到达生产相同产品的每个纺丝箱体的熔体输送管道内的熔体压力降和熔体停留时间相等，且熔体黏度应在纺丝允许范围内；
2 纺丝熔体管道系统设计的热应力分析计算应在满足安全性的前提下，使管道长度最短；
3 纺丝熔体管道设计应进行管道系统熔体压力降、熔体停留时间和黏度降计算。
3.4.12 每条纺丝生产线的热媒加热设备的能力应根据工艺参数和装置生产能力计算。
3.4.13 纺丝冷却风的风量和风速应以产品方案中小时产量最大的品种为依据计算确定。
3.4.14 油剂调配系统的能力及配置应根据产品方案计算确定。
3.4.15 组件清洗设备配置应根据设备清洗能力和清洗周期，以及需清洗的纺丝组件、计量泵、过滤芯的数量，计算所需台（套）数。
条文说明
3.4.2 设备生产能力可按下列情况考虑：
1 熔融投料，正常按照每天16h连续投料，非正常时可进行24h连续投料。
2 助剂调配，按每天调配一批考虑。
3 低负荷停留时间延长，高黏产品停留时间加长，产量降低。
4 萃取和干燥需考虑非正常情况下的缓冲能力。
5 回收系统需考虑非正常情况下的处理能力，同时需满足在开、停车阶段低浓度萃取水的处理能力。
3.4.3 聚酰胺66和聚酰胺56聚合设备除反应器、闪蒸器、缩聚釜与聚酰胺6不同外，其他如溶解槽、过滤器、输送泵、热媒系统等设备与聚酰胺6聚合所用设备基本相同。热量平衡计算、物料平衡计算和设备能力计算应综合考虑。
3.4.5 热量衡算是设计换热设备和计算热负荷的基础，通过热量衡算可确定热媒加热设备的换热面积和换热量。
3.4.6 对于聚酰胺6聚合，CPL的水解开环反应是吸热反应，缩聚反应是放热反应。因此，应综合考虑CPL的升温、开环吸热和聚合放热等因素，进行热平衡计算；同时，还需考虑开车时热量的平衡需要。对于聚酰胺66和聚酰胺56聚合，缩聚反应是放热反应，热平衡因素与聚酰胺6不同。
3.4.8 管道的应力分析可保证管道的应力在标准允许的范围内，避免因热应力过大和聚合反应器的热位移造成设备和管道的损坏。
3.4.11 纺丝熔体管道设计和计算应注意下列问题：
1 由于熔体质量与其在输送管道中的总停留时间、总的压力降、黏度降、温度变化等因素密切相关。熔体在管道中停留时间越长，熔体温升越高，熔体就越易降解，熔体质量就越差，从而导致熔体的可纺性变差，最终影响纤维质量。如果上述因素在生产相同产品时存在差异，纤维的均匀性必然受到影响。因此，为保证生产相同产品生产线每个纺丝位的纤维质量均匀一致，设计中需满足到达生产相同产品的每个纺丝箱体的熔体压力降和熔体停留时间相等。
2 管道应力分析的目的主要是保证管道的应力在标准允许的范围内，使设备管口荷载符合设计要求。避免因热应力过大造成设备和管道的损坏。因此，高温熔体输送管道在保证应力变化安全的前提下，进行管路优化设计，尽量使输送距离最短，减少纺丝熔体的热降解。
3 在保证纺丝箱体背压合适的前提下，应计算选择最佳的输送管道内径，提高流速，降低温升，缩短熔体停留时间，保证熔体质量。
3.4.13 工程设计需要根据产品方案对不同的纺丝机结构和纺丝要求计算纺丝冷却风的风量和风速。纺丝冷却风的风量、风速和温度对纺丝成形影响很大。冷却风的风量与喷丝板熔体吐出量有关，应根据不同的生产品种调节。在出风面积不变的前提下，增加风量可以提高风速。对于生产粗旦多孔纤维，往往选择比较大的风量，强化热交换的条件；而细旦纤维宜采用比较小的风量，因为细旦纤维的比表面积大，相对冷却效果好，柔风相对容易控制纤维的均匀性（内在结构，如取向度等）。风速应保证冷却风能均匀地吹到所有丝条上，风速过高或过低，均会使POY条干不匀率变大，使DTY染色性变差，易出现段斑丝。风压的波动也会引起风速的波动，从而使条干恶化。在生产中应通过控制风压的稳定性和风网的均匀性来保证风速的稳定性。风速还与初生纤维的断裂伸长率和条干不匀率均有预定的关系，应根据纺丝机结构和喷丝孔数等因素确定。当冷却风温度波动范围增加时，将影响POY的条干不匀率、DTY的染色均匀性以及使DTY毛丝、断头增多。
因此保持冷却风温度稳定非常重要，最好控制在±0.5℃以内。另外，冷却风的相对湿度高对冷却效果有利，但要防止结露，一般认为相对含湿量在85%~95%为佳。
3.4.15 纺丝组件清洗一般采用两种方式：三甘醇清洗和真空煅烧清洗，由于设备尺寸不一样，处理能力不一样，因此，应根据所需处理的清洗件数量及清洗周期，计算选用清洗设备的台套数。
1 熔融投料，正常按照每天16h连续投料，非正常时可进行24h连续投料。
2 助剂调配，按每天调配一批考虑。
3 低负荷停留时间延长，高黏产品停留时间加长，产量降低。
4 萃取和干燥需考虑非正常情况下的缓冲能力。
5 回收系统需考虑非正常情况下的处理能力，同时需满足在开、停车阶段低浓度萃取水的处理能力。
3.4.3 聚酰胺66和聚酰胺56聚合设备除反应器、闪蒸器、缩聚釜与聚酰胺6不同外，其他如溶解槽、过滤器、输送泵、热媒系统等设备与聚酰胺6聚合所用设备基本相同。热量平衡计算、物料平衡计算和设备能力计算应综合考虑。
3.4.5 热量衡算是设计换热设备和计算热负荷的基础，通过热量衡算可确定热媒加热设备的换热面积和换热量。
3.4.6 对于聚酰胺6聚合，CPL的水解开环反应是吸热反应，缩聚反应是放热反应。因此，应综合考虑CPL的升温、开环吸热和聚合放热等因素，进行热平衡计算；同时，还需考虑开车时热量的平衡需要。对于聚酰胺66和聚酰胺56聚合，缩聚反应是放热反应，热平衡因素与聚酰胺6不同。
3.4.8 管道的应力分析可保证管道的应力在标准允许的范围内，避免因热应力过大和聚合反应器的热位移造成设备和管道的损坏。
3.4.11 纺丝熔体管道设计和计算应注意下列问题：
1 由于熔体质量与其在输送管道中的总停留时间、总的压力降、黏度降、温度变化等因素密切相关。熔体在管道中停留时间越长，熔体温升越高，熔体就越易降解，熔体质量就越差，从而导致熔体的可纺性变差，最终影响纤维质量。如果上述因素在生产相同产品时存在差异，纤维的均匀性必然受到影响。因此，为保证生产相同产品生产线每个纺丝位的纤维质量均匀一致，设计中需满足到达生产相同产品的每个纺丝箱体的熔体压力降和熔体停留时间相等。
2 管道应力分析的目的主要是保证管道的应力在标准允许的范围内，使设备管口荷载符合设计要求。避免因热应力过大造成设备和管道的损坏。因此，高温熔体输送管道在保证应力变化安全的前提下，进行管路优化设计，尽量使输送距离最短，减少纺丝熔体的热降解。
3 在保证纺丝箱体背压合适的前提下，应计算选择最佳的输送管道内径，提高流速，降低温升，缩短熔体停留时间，保证熔体质量。
3.4.13 工程设计需要根据产品方案对不同的纺丝机结构和纺丝要求计算纺丝冷却风的风量和风速。纺丝冷却风的风量、风速和温度对纺丝成形影响很大。冷却风的风量与喷丝板熔体吐出量有关，应根据不同的生产品种调节。在出风面积不变的前提下，增加风量可以提高风速。对于生产粗旦多孔纤维，往往选择比较大的风量，强化热交换的条件；而细旦纤维宜采用比较小的风量，因为细旦纤维的比表面积大，相对冷却效果好，柔风相对容易控制纤维的均匀性（内在结构，如取向度等）。风速应保证冷却风能均匀地吹到所有丝条上，风速过高或过低，均会使POY条干不匀率变大，使DTY染色性变差，易出现段斑丝。风压的波动也会引起风速的波动，从而使条干恶化。在生产中应通过控制风压的稳定性和风网的均匀性来保证风速的稳定性。风速还与初生纤维的断裂伸长率和条干不匀率均有预定的关系，应根据纺丝机结构和喷丝孔数等因素确定。当冷却风温度波动范围增加时，将影响POY的条干不匀率、DTY的染色均匀性以及使DTY毛丝、断头增多。
因此保持冷却风温度稳定非常重要，最好控制在±0.5℃以内。另外，冷却风的相对湿度高对冷却效果有利，但要防止结露，一般认为相对含湿量在85%~95%为佳。
3.4.15 纺丝组件清洗一般采用两种方式：三甘醇清洗和真空煅烧清洗，由于设备尺寸不一样，处理能力不一样，因此，应根据所需处理的清洗件数量及清洗周期，计算选用清洗设备的台套数。
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