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        離心機(jī)在PVC固液分離中的常見問題及解決方法

        2019-09-26 02:50:26施海榮王保軍
        關(guān)鍵詞:差速器內(nèi)腔干粉

        李 強(qiáng) 施海榮 王保軍

        海申機(jī)電總廠(象山) (浙江寧波 315718)

        聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物,為一種白色粉末,密度在1.35~1.45 g/cm3之間。PVC樹脂根據(jù)聚合度不同分為8種牌號(hào),分別為:SG-1,SG-2,SG-3,SG-4,SG-5,SG-6,SG-7 以 及HPVC(高聚合度聚氯乙烯),目前國內(nèi)比較常見的為SG-5型。SG-5型主要用來制造PVC水管及其他高強(qiáng)度管材。

        1 PVC生產(chǎn)工藝流程(電石法)

        國內(nèi)常見的PVC生產(chǎn)工藝采用電石為原料。電石經(jīng)水解生成乙炔,乙炔氣經(jīng)過精制,與燒堿車間來的氯化氫反應(yīng)生成粗氯乙烯,粗氯乙烯精餾除雜后采用懸浮法工藝生成PVC,PVC漿料經(jīng)脫除氯乙烯單體、離心機(jī)脫水干燥后即得成品,最后包裝存儲(chǔ)。具體流程見圖1。

        圖1 聚氯乙烯生產(chǎn)工藝流程

        2 臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

        臥螺離心機(jī)是PVC漿料固液分離(即脫水干燥)的關(guān)鍵設(shè)備,主要由限矩保護(hù)裝置、差速器、螺旋、轉(zhuǎn)鼓、機(jī)罩、機(jī)座、潤滑系統(tǒng)、主電機(jī)(包括機(jī)架)組成,具體如圖2所示。

        圖2 臥螺離心機(jī)的結(jié)構(gòu)

        離心機(jī)的工作原理是:PVC漿料經(jīng)進(jìn)料管(1)送入螺旋體(5)上的物料分配器內(nèi),通過高速旋轉(zhuǎn)的螺旋體均勻分布到轉(zhuǎn)鼓(4),在主機(jī)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下,密度較大的PVC固相顆粒被快速沉積到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上,與轉(zhuǎn)鼓作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的螺旋體葉片連續(xù)將其刮下并推向轉(zhuǎn)鼓小端排渣口,分離后的清液經(jīng)轉(zhuǎn)鼓大端堰板開口溢流出轉(zhuǎn)鼓。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由差速器來實(shí)現(xiàn)。差速器的外殼與轉(zhuǎn)鼓連接,差速器輸出軸與螺旋連接,差速器輸入軸與限矩保護(hù)裝置連接。主電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)也帶動(dòng)了差速器外殼的旋轉(zhuǎn),差速器輸入軸與限矩保護(hù)裝置相連,在差速器速比的作用下,將扭矩傳遞給螺旋體,從而實(shí)現(xiàn)離心機(jī)對(duì)PVC物料的連續(xù)分離。

        3 常見問題及解決方法

        臥螺離心機(jī)在PVC固液分離中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些問題,及時(shí)解決問題、積累經(jīng)驗(yàn)是臥螺離心機(jī)操作技能提升的重要過程。

        3.1 PVC干粉返沖

        PVC干粉返沖問題一般出現(xiàn)在新工藝線設(shè)備的初始調(diào)試階段。由于在施工過程中沒有充分考慮到離心機(jī)停止運(yùn)行后,干燥塔內(nèi)的高溫氣流會(huì)沿著管道將螺旋輸送機(jī)內(nèi)的PVC干粉由離心機(jī)出料口返吹向離心機(jī)內(nèi)腔,造成PVC干粉在離心機(jī)機(jī)罩內(nèi)壁及出渣部位腔體內(nèi)部堆積。當(dāng)停機(jī)時(shí)間過長,再次開機(jī)運(yùn)行時(shí),就會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)電流異常高,導(dǎo)致開機(jī)報(bào)警等“過電流”保護(hù)停機(jī)現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)PVC高溫氣流“返沖”進(jìn)入主軸承座部件后,會(huì)隨著主軸承潤滑油進(jìn)入潤滑油站,大直徑的PVC干粉顆粒會(huì)直接停留在潤滑站過濾油網(wǎng)上,造成過濾油網(wǎng)堵塞;小直徑的PVC干粉顆粒和蒸汽會(huì)直接隨著潤滑油進(jìn)入主軸承,產(chǎn)生液壓油“乳化”現(xiàn)象,同時(shí)導(dǎo)致主軸承因潤滑不暢而“燒毀”。

        將距離心機(jī)渣相排料端螺旋輸送機(jī)1 m處的單導(dǎo)程輸送葉片去除,使螺旋輸送機(jī)輸送的PVC干粉在該處形成“料封”,起到封堵干燥塔內(nèi)高溫氣流“返沖”通道的作用,可避免PVC干粉的返沖。

        3.2 處理后的液相含固率高

        液相固含率較高的現(xiàn)象一般出現(xiàn)在新工藝線設(shè)備的初始調(diào)試階段。由于在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,離心機(jī)機(jī)罩內(nèi)腔處于負(fù)壓狀態(tài),且壓力小于離心機(jī)兩端出口處的壓力,因而出渣口處的PVC干粉和出液口處的高溫蒸汽會(huì)因?yàn)闅鈮翰畹淖饔枚Z入到機(jī)罩內(nèi)腔,二者混合后,順著離心機(jī)罩殼“肚皮”板流至離心機(jī)液相出口,造成離心機(jī)處理后的液相含固率升高。

        該問題的解決方法是去除離心機(jī)機(jī)罩內(nèi)腔的壓力差,保持機(jī)罩內(nèi)腔與出渣口、出液口處的壓力一致。常用方法是在離心機(jī)出渣、出液口或在機(jī)罩內(nèi)腔增設(shè)穩(wěn)壓管。

        3.3 離心機(jī)處產(chǎn)生塑化片

        PVC生產(chǎn)過程中若聚合工藝不正常(會(huì)導(dǎo)致PVC漿料中夾帶著一些不規(guī)則的固體大顆粒)或者進(jìn)料溫度高于80℃,離心機(jī)螺旋體與轉(zhuǎn)鼓之間間隙過小時(shí),螺旋體在“刮料”過程中就極易產(chǎn)生塑化片。

        通過合理調(diào)整螺旋體與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁之間的間隙,同時(shí)減小螺旋葉片刮料厚度,可避免塑化片現(xiàn)象的出現(xiàn)。

        3.4 差速器運(yùn)行溫升過快

        差速器運(yùn)行溫升過快的原因主要有:(1)差速器腔體注入的潤滑油量偏少,由于潤滑不充分,行星齒輪摩擦加劇導(dǎo)致溫升過高,長期高溫運(yùn)行容易造成滑動(dòng)軸承與行星軸高溫黏合或齒輪損壞;(2)差速器腔體注入的潤滑油量過多,造成潤滑油溫度升高、體積膨脹,差速器腔體內(nèi)部因預(yù)留空間過小,導(dǎo)致內(nèi)腔壓力過大,使軸頸處骨架密封損壞,從而導(dǎo)致潤滑油外泄;(3)短時(shí)間內(nèi)進(jìn)料波動(dòng)幅度大且頻繁,造成差速器瞬間負(fù)載變化異常、滑動(dòng)軸承磨損加劇,使油溫升高。

        解決方法:(1)嚴(yán)格控制差速器內(nèi)腔預(yù)留腔體空間,一般預(yù)留總腔體空間的15%左右作為膨脹空間;(2)定期更換和檢查潤滑油油質(zhì);(3)嚴(yán)格按工藝規(guī)程控制離心機(jī)進(jìn)料量、進(jìn)料濃度和進(jìn)料時(shí)間。

        3.5 分離效果不佳

        PVC物料特性,如:牌號(hào)(PVC型號(hào))、物料溫度、物料內(nèi)異類物質(zhì)含量、聚合不正常物(爆聚料或粗料)、聚合程度、黏度、含固率、氯乙烯殘留等,對(duì)離心機(jī)的分離效果都會(huì)產(chǎn)生影響。理論上,PVC漿料牌號(hào)越大越容易分離。

        離心機(jī)用于PVC漿料的固液分離時(shí),要獲得良好的分離效果,PVC漿料進(jìn)料應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求:進(jìn)料溫度控制在80℃以下;漿料含固率控制在25%±5%;氯乙烯殘留量一般控制在10%以下。

        3.6 進(jìn)料管斷裂

        3.6.1 進(jìn)料管在啟動(dòng)過程中出現(xiàn)斷裂

        如果離心機(jī)在停機(jī)前未進(jìn)行全面沖洗,未將螺旋筒體錐段內(nèi)的積料沖洗干凈,那么離心機(jī)停機(jī)后,上方的積料會(huì)由于本身重力作用堆積在螺旋筒體錐段內(nèi)的一側(cè),離心機(jī)再次啟動(dòng)后,偏重引起離心機(jī)振動(dòng),從而導(dǎo)致進(jìn)料管顫動(dòng),其因與螺旋體高速摩擦而斷裂。

        解決方法:采用帶噴淋裝置的雙層進(jìn)料管,在停機(jī)前必須通過進(jìn)料管的夾套對(duì)離心機(jī)進(jìn)行徹底沖洗,以確保螺旋筒體內(nèi)無積料。

        3.6.2 進(jìn)料管在運(yùn)行過程中出現(xiàn)斷裂

        進(jìn)料管在運(yùn)行過程中出現(xiàn)斷裂,一般是由以下原因所引起:(1)進(jìn)料濃度不穩(wěn)定;(2)進(jìn)料壓力不穩(wěn)定;(3)管路系統(tǒng)有振動(dòng)。

        解決方法:改進(jìn)生產(chǎn)工藝,保證進(jìn)料濃度、進(jìn)料壓力的穩(wěn)定;經(jīng)常檢查離心機(jī)與設(shè)備管路的螺栓連接情況。

        3.7 常見的電器故障及解決措施

        (1)離心機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)變頻器“過熱”保護(hù),電器元件因積灰、受潮出現(xiàn)頻繁“短路”現(xiàn)象。原因分析:根據(jù)參數(shù)設(shè)定值,在外部環(huán)境溫度超過40℃時(shí)變頻器會(huì)因“過熱”而保護(hù)停機(jī);溫度太高且溫度變化較大時(shí),元器件內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,導(dǎo)致其絕緣性能大大降低,甚至引發(fā)“短路”事故。解決方法:使電器控制柜與周圍環(huán)境盡量隔離或?qū)⑵鋯为?dú)放置在有空調(diào)的專用操作室內(nèi),以避免高溫、灰塵以及腐蝕性氣體對(duì)電器元件的危害。

        (2)離心機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)恒速過電壓報(bào)警。這可能是由于輸入電壓偏高或運(yùn)行過程中存在外力拖動(dòng)電機(jī)運(yùn)行??赏ㄟ^將電壓調(diào)至正常范圍、取消外動(dòng)力或加裝制動(dòng)電阻來避免該現(xiàn)象的發(fā)生。

        (3)離心機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)主電機(jī)過溫故障。這可能是由于主電機(jī)溫度傳感器接線松動(dòng)或主電機(jī)溫度過高;可檢測溫度傳感器接線并排除故障、降低載頻或采取其他散熱措施對(duì)電機(jī)進(jìn)行散熱處理。

        (4)變頻器頻繁報(bào)過流和過壓。原因可能是電機(jī)參數(shù)設(shè)置不正確、加減速時(shí)間不合適或負(fù)載波動(dòng)。可重新設(shè)置電機(jī)參數(shù),進(jìn)行電機(jī)調(diào)諧,或者設(shè)置合適的加減速時(shí)間。

        4 結(jié)語

        結(jié)合工作實(shí)踐,對(duì)臥螺離心機(jī)在PVC固液分離行業(yè)中的常見問題進(jìn)行了分析并提出了解決方案,以期對(duì)臥螺離心機(jī)在樹脂類固液分離領(lǐng)域運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性等方面提供有效的借鑒。

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