楊春蘋

（錦西工業(yè)學(xué)校，遼寧 葫蘆島 125000）

3400型離心機運行情況分析

楊春蘋

（錦西工業(yè)學(xué)校，遼寧 葫蘆島 125000）

本文介紹了聚氯乙烯生產(chǎn)裝置中3400型離心機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理，對在生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的故障進行了系統(tǒng)的分析，并提出了常見故障的解決方案。

聚氯乙烯；離心機；轉(zhuǎn)鼓

聚氯乙烯是合成樹脂中的一種，其制品具有價格較低，強度較高及良好的均衡性，成為塑料家族的重要成員之一。懸浮法生產(chǎn)聚氯乙烯裝置中，工業(yè)原料是乙烯，在聚合釜內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)，從釜底卸下來的是含聚氯乙烯30%左右的懸浮液，這種懸浮狀漿料要在干燥工序離心分離成含固量為70%的粘稠狀濾餅，然后在流化床內(nèi)烘干成為聚氯乙烯粉末。錦化化工集團的8萬噸/年聚氯乙烯裝置中，離心機是從美國的BIRD公司引進的，型號為3400，經(jīng)過幾年運行證明，該種離心機運行平穩(wěn)，由于自動化程度較高，使其具有易于操作的特點。現(xiàn)對它的結(jié)構(gòu)、工作原理及易出現(xiàn)的問題及排除故障的方法進行介紹。

1 結(jié)構(gòu)簡介

BIRD-3400型離心機技術(shù)參數(shù)分別為：主機電機功率90kW，處理量40～70m3/h，懸浮液深度20～70mm，差速比55，分離因數(shù)3600，最大轉(zhuǎn)速2800，轉(zhuǎn)鼓長徑比3.5:1，它屬于轉(zhuǎn)動設(shè)備，包括主機部分和軸承潤滑系統(tǒng)。

1.1 主機部分

主機部分是由轉(zhuǎn)鼓組件、耦合器、差速器、主軸承和主機殼體五部分組成。

主機的核心結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)鼓組件，如圖1所示，它包括柱錐形圓筒、螺旋形的推料器和居于軸心的進料管共三部分組成。離心機的離心力在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)產(chǎn)生，含固量30%的料液中，固相是聚氯乙烯，液相是水，兩種物質(zhì)由于密度不同在離心力作用下相互分離。在轉(zhuǎn)鼓軸向的一側(cè)為圓筒端，離心后含水較多的液體（被稱為母液）由此端排出去室外的沉降池；另一側(cè)為圓錐端，分離出的含聚氯乙烯較多的粘稠濾餅由此端排出。轉(zhuǎn)鼓兩側(cè)各有大小不等的兩端蓋與轉(zhuǎn)鼓形成可拆缷連接，便于檢修清堵。在母液輸出端的端蓋上還有可調(diào)節(jié)母液深度的溢流堰，在濾餅輸出端安裝著由耐磨材料制成的刮板。

圖1 BIRD-3400型離心機內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖

螺旋推料器安裝在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，它由螺旋形的刀片和進料室兩部分組成，進料室是一個圓柱形空腔與進料管相通，來獲取料液。在推料器中心位置螺旋形刀片盤旋著焊在進料室的外壁，轉(zhuǎn)鼓與刀片間間隙狹小，這樣可以使刀片把離心分離出來的粘稠濾餅推刮到轉(zhuǎn)鼓圓錐端的卸料口。耦合器對離心機主要起到扭矩過載保護的作用，它安裝在大皮帶輪外側(cè)。差速器提供螺旋推料器和轉(zhuǎn)鼓之間的轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速很高，推料器低速運轉(zhuǎn)，兩者形成較大的速比，這樣可以達到很好的固液分離效果。BIRD-3400型離心機軸承同時承受軸向和徑向兩個方向力的作用，因此選用的是一對圓錐滾子軸承。它支承著主機部分，需要一套專門的油路潤滑系統(tǒng)供油。

1.2 軸承潤滑系統(tǒng)

它是由油泵、紙質(zhì)過濾器、冷卻器和油箱組成，為一對主軸承提供連續(xù)油壓和冷卻作用。

2 離心機工作原理

BIRD-3400型離心機運行時，轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生遠遠高于重力的離心力，使密度較大的聚氯乙烯小顆粒從料液里分離出來，被甩到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，而且越聚越厚。螺旋推料器刀片與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁之間的間隙很小，在差速器的作用下以相對于轉(zhuǎn)鼓較慢的速度運轉(zhuǎn)，這時轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的小顆粒積聚成粘稠濾餅會被螺旋推料器推至缷料口，而排到離心機外。轉(zhuǎn)鼓和推料器之間的速度是通過差速器可以控制的，這樣可以調(diào)節(jié)物料在機體內(nèi)停留時間，調(diào)節(jié)濾餅的水含量。

3 故障分析及處理方法

BIRD-3400型離心機是專門為聚氯乙烯漿料離心工藝而設(shè)計，具有針對性強，適應(yīng)性好，操作安全可靠等優(yōu)點，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，來自聚合釜的料液顆粒大小及濃度隨反應(yīng)配方的調(diào)節(jié)隨時發(fā)生變化，離心機難免會出現(xiàn)一些故障，以下是對該設(shè)備的常見故障分析和排除方法的總結(jié)。

3.1 振動異常

離心機正常運行時動平衡能夠得到保證，運行時平穩(wěn)、噪聲低，但由于機器本身原因，操作不當(dāng)以及物料原因均可引起設(shè)備的異常振動。

（1）主機原因。主軸承長時間高速運轉(zhuǎn)將出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，主軸會逐漸偏離軸心而引起離心機振動，這種情況要更換軸承。主軸承裝配時也會出現(xiàn)安裝質(zhì)量較差的問題而引起機器的異常振動，應(yīng)該重新定位軸承保證其裝配精度。螺旋推料器刮刀雖然涂有耐磨層，但長時間受聚氯乙烯小顆粒的撞擊會逐漸磨損，使其與轉(zhuǎn)鼓間隙變大，此時刀片刮下的濾餅變厚會造成缷料時阻力過大使機器振動加劇。刮刀盤焊在主軸上，在較大扭矩的作用下會使焊縫開裂，以上兩種情況只能更換螺旋推料器進行大修了。離心機空載時振動異?？烧J定為離心機主機原因，可針對以上情況摸清處理。（2）操作原因。在正常操作時，離心機進料前首先要用清水沖洗管路及機體5～7分鐘方可開入料閥進料，停止運行前也要按開機步驟沖水相同的時間來確保機器內(nèi)無殘留固體，如果不按規(guī)程操作，機器內(nèi)極易積聚物料產(chǎn)生偏心力引起較大的振動。此時應(yīng)該注入高壓清水并配合手動操作直到振動恢復(fù)正常為止。另外來自聚合的每釜漿料也會有差異，聚氯乙烯料液為懸浮液，料液的不均勻分布將使機器振動異常，此時要使離心機前的漿料存貯罐攪拌裝置轉(zhuǎn)速增加，使聚氯乙烯小顆粒均勻分布在漿料中。

3.2 潤滑系統(tǒng)油溫過高

BIRD-3400型離心機的一對主軸承所需潤滑油來自于潤滑系統(tǒng)，潤滑油在離心油泵的作用下經(jīng)過濾器去除油中鐵屑雜質(zhì)后，再經(jīng)過冷卻器使油降溫，最后通過油路送至主機兩側(cè)的軸承座內(nèi)。油過濾器中的濾芯為紙質(zhì)結(jié)構(gòu)，使用時間過長，會發(fā)生油路不暢使油壓降低現(xiàn)象，主軸承的熱量無法及時帶走，會使其溫度過高，因此在操作中要及時關(guān)注控制室的潤滑系統(tǒng)油壓和油溫顯示，出現(xiàn)情況及時更換濾芯。當(dāng)系統(tǒng)冷卻器內(nèi)的水與油溫差過小時，油溫很難降下來，這時可以使冷卻器入口水溫降低達到良好的冷卻效果。

3.3 差速器內(nèi)油溫過高

轉(zhuǎn)鼓和螺旋推料器轉(zhuǎn)速差由差速器來提供，差速器內(nèi)部是一套行星齒輪結(jié)構(gòu)，靠油浴和飛濺潤滑兩種方式供油，不與外界的潤滑系統(tǒng)相通，正常工作時油溫為70℃。內(nèi)部齒輪高速轉(zhuǎn)動且油溫較高很容易造成潤滑油泄漏，為保證油浴潤滑要及時補充，不能超過最高液位，以影響飛濺潤滑效果，并且要經(jīng)常檢查油質(zhì)做到及時更換，尤其在裝置試車時的設(shè)備磨合期結(jié)束后，一定要換一次油。當(dāng)入料量過大時，差速器主軸扭矩會隨之增大，同樣會引起內(nèi)部油溫過高現(xiàn)象，油溫示數(shù)可在控制室顯示，此時可通過減小入料量及減小轉(zhuǎn)鼓和螺旋推料器間轉(zhuǎn)速差來調(diào)節(jié)油溫。

3.4 濾餅含固量小于70%

當(dāng)入料管流量過大時，濾餅含水分超標(biāo)，濾餅含固量小于70%會給接下來的干燥工序帶來影響，甚至?xí)罱K影響聚氯乙烯成品質(zhì)量?？梢孕o入料閥來降低流量進行調(diào)節(jié)，另外轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部液面過高也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象，可以降低溢堰的高度，液面高度調(diào)節(jié)一般根據(jù)本單位的料液情況試車時一次完成，日常操作由于拆裝較繁瑣，維修時間長，不輕易調(diào)節(jié)。當(dāng)分離因數(shù)過低，固液分離效果差也會使濾餅含固量偏低，這種情況要使轉(zhuǎn)鼓主軸轉(zhuǎn)速增高來滿足工藝設(shè)定要求。

3.5 出現(xiàn)噪聲異?，F(xiàn)象

離心機出現(xiàn)噪聲過大多數(shù)是由于物料堵塞造成的，經(jīng)常會出現(xiàn)在三個部位，其一，濾餅太干積聚在螺旋刀片之間無法及時排出。其二，濾餅堵塞卸料口。其三，機殼內(nèi)有積聚物影響轉(zhuǎn)鼓的正常轉(zhuǎn)動。三種情況都要停車，開蓋查找堵塞部位進行手動清理，然后注清水沖洗干凈，步驟與開停機時沖水操作相同。

4 結(jié)語

經(jīng)過多年滿負荷運行證明，BIRD-3400型離心機操作性能良好，很適合聚氯乙烯漿料的水分處理，每月裝置設(shè)計能力為生產(chǎn)樹脂7400噸，當(dāng)月產(chǎn)量最高達8100噸時，每個批次檢驗的成品水含量完全合格。能保證這種型號離心機正常工作的關(guān)鍵有以下幾點。（1）嚴(yán)格按照離心機操作規(guī)程進行功率和油溫控制，隨時關(guān)注濾餅含固量調(diào)節(jié)漿料流量。（2）開停車清洗沖水流量、時間均要達到要求，這是避免堵料的關(guān)鍵所在。（3）關(guān)注潤滑系統(tǒng)油質(zhì)、油壓和油溫，定期更換潤滑油和濾芯，以保證主軸承的正常工作。

[1]孫啟才，金鼎五．離心機原理結(jié)構(gòu)與設(shè)計計算．機械工業(yè)出版社，1987.

[2]譚蔚，王澤軍，朱企新．有限元方法在離心機轉(zhuǎn)鼓強度分析中的應(yīng)用．化工機械，2002.

TE254

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1671-0711（2017）05（上）-0137-02