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(shù)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(guó)內(nèi)比較常見(jiàn)的為SG-5型。SG-5型主要用來(lái)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(guó)內(nèi)常見(jiàn)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(guò)精制，與燒堿車間來(lái)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(jiàn)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(rùn)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(guò)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(kāi)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(lái)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(jiàn)問(wèn)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(wèn)題，及時(shí)解決問(wèn)題、積累經(jīng)驗(yàn)是臥螺離心機(jī)操作技能提升的重要過(guò)程。

3.1 PVC干粉返沖

PVC干粉返沖問(wèn)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(guò)程中沒(méi)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(guò)長(zhǎng)，再次開(kāi)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(kāi)機(jī)報(bào)警等“過(guò)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(rùn)滑油進(jìn)入潤(rùn)滑油站，大直徑的PVC干粉顆粒會(huì)直接停留在潤(rùn)滑站過(guò)濾油網(wǎng)上，造成過(guò)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(rùn)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(rùn)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)小時(shí)，螺旋體在“刮料”過(guò)程中就極易產(chǎn)生塑化片。

通過(guò)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(guò)快

差速器運(yùn)行溫升過(guò)快的原因主要有：（1）差速器腔體注入的潤(rùn)滑油量偏少，由于潤(rùn)滑不充分，行星齒輪摩擦加劇導(dǎo)致溫升過(guò)高，長(zhǎng)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(rùn)滑油量過(guò)多，造成潤(rùn)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(guò)小，導(dǎo)致內(nèi)腔壓力過(guò)大，使軸頸處骨架密封損壞，從而導(dǎo)致潤(rùn)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(rùn)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(guò)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(guò)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(wú)積料。

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

進(jìn)料管在運(yùn)行過(guò)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(jiàn)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(guò)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(guò)40℃時(shí)變頻器會(huì)因“過(guò)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(guò)程中出現(xiàn)恒速過(guò)電壓報(bào)警。這可能是由于輸入電壓偏高或運(yùn)行過(guò)程中存在外力拖動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。可通過(guò)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(lái)避免該現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）離心機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)主電機(jī)過(guò)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(guò)高；可檢測(cè)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(guò)流和過(guò)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)?？芍匦略O(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(yǔ)

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(jiàn)問(wèn)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(shù)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。