Ｄ5ＭＣ沉降式离心机的应用与改进
前 言
在聚氯乙烯生产过程中,氯乙烯单体在聚合釜中悬浮聚合,生成聚氯乙烯悬浊液,借聚合反应的压力将浆料压至出料槽,回收未反应的氯乙烯气体,再通过汽提塔进一步回收,使浆料中的氯乙烯含量控制在10×10-6以下,然后送至离心干燥混料槽,此时浆料中含水质量分数70%～75%,将其通过离心机脱水处理,使湿物料在进入干燥工序前含水质量分数控制在25%以下,通过螺旋输送器进入干燥工序。由于螺旋沉降式离心机具有运行稳定、操作弹性大等优点,成为目前国内聚氯乙烯生产的主要设备。
2002年,济宁中银电化有限公司(以下简称济宁中银公司)在5万ｔ/ａ聚氯乙烯装置技改扩能前使用Φ1000的卧式刮刀离心机,该离心机操作环境差,不能连续生产,在5万ｔ/ａ聚氯乙烯扩能设计时订购了2台重庆江北机械厂与法国坚纳公司合作生产的Ｄ5ＭＣ离心机,此离心机是专门针对聚氯乙烯物料特性设计的。济宁中银公司于2002年11月开始安装、调试,2003年1月正式投入生产运行。该设备结构紧凑、占地面积小,采用变频控制,安全省电,设计生产能力为3～4ｔ/ｈ,清液含固量4×10-4。在2004年聚氯乙烯“填平补齐”的技改中,又增加了1台Ｄ5ＭＣ离心机。2005年6月第4台离心机投入运行,整个聚氯乙烯生产能力达7万ｔ/ａ,满足了该公司的生产需要。下面就此种离心机的配置、主要技术参数和该公司在生产使用中出现的问题及所采取的改进措施加以阐述。 1 结构特点及主要技术参数 1.1 结构特点
Ｄ5ＭＣ离心机采用机体与电机上下安装单电机双向传动,用一个双轴伸电机,主轴伸侧通过皮带和一对皮带轮带动转鼓旋转;副轴伸侧通过皮带和一对皮带轮带动差速器输入轴旋转,然后差速器输出轴驱动转鼓内部的螺旋输送器旋转,转鼓与螺旋的速度差一般为转鼓转速的2%～3%,称为差转速。该机与同类离心机相比结构紧凑,整体性强,主要转动轴承部位留有加油孔,维修方便。离心机的开停车及运行都由变频器控制,不仅减少了装机功率,而且大大降低了启动电流,同时具有调速运行的功能,运行过程平稳、省电。电机电流、扭矩、转鼓转速、振动等主要控制参数在控制柜循环显示,能够时刻监视机器运转的各种参数,使机器的运行可靠性大大提高。对于离心机中最重要的差速器,则有扭矩监测和自动报警,以保护差速器不会因为机器过载而受损。 1.2 主要技术参数
转鼓直径520ｍｍ,转鼓长度1664ｍｍ,差转速60～70ｒ/ｍｉｎ,电机功率75ｋＷ,爱默声交流变频器,进口摆线差速器ＺＳ619速比25,最大分离因数2283。 2 安装、调试
济宁中银公司于2002年11月开始安装2台Ｄ5ＭＣ离心机,由于离心机是高速旋转的机器,为了机器的可靠运行,必须正确地安装。首先按照厂家提供的基础图制作设备基础,安装时先将主机平稳地放置在基础上,用水平仪初校机器的水平,然后在地脚螺栓孔内填灌细石混凝土浆,等混凝土干透后再精校水平,纵横两个方面上的水平度允许误差0.10ｍｍ/1000ｍｍ,这样才能保证离心机在运动时振动幅度小。
由于聚氯乙烯悬浊液中固相颗粒的粒度大小均匀,浓度变化不大,利于定量输送,于是采用闭式进料管路形式。为防止物料堵塞管道,采用物料回流循环,在回流管道上加调节阀,自动控制管道压力,有利于离心机的平稳运行。 3 生产中出现的问题和改进措施
由于济宁中银公司首次使用沉降式离心机,而且Ｄ5ＭＣ离心机在国内亦为首次推出,没有任何可借鉴的经验,所以在近几年的使用中存在一些问题。
(1)在试车时发现,Ｄ5ＭＣ离心机停车、转鼓转速低于100ｒ/ｍｉｎ时,转鼓内的空心液环会垮塌,使大部分液体从出渣口溢出,为了不让余液进入湿料而影响干燥系统,本机采用了余液切换装置,开始使用时是将余液装置的出口直接与澄清液管连在一起,但容易造成连接管堵塞而无法排液。于是在余液装置外做一个600ｍｍ×700ｍｍ×350ｍｍ的不锈钢水箱,两者直连,中间加一蝶阀,停机时打开蝶阀,则余液快速进入水箱,再排入澄清液管,从而解决了问题。
(2)2003年年初,一次离心机下方的螺旋输送器出现故障,脱水后的物料无法及时送入干燥系统,造成物料在机内堆积,将限距环损坏,进而使两台离心机的皮带断裂。鉴于此种情况,在3台螺旋输送器上安装了自动报警装置,螺旋输送器停车时可闪光报警,以便操作人员及时发现,紧急停车。
(3)2003年有一段时间,2#离心机扭矩经常报警,停车检查扭矩环等均正常,后来断开电机前后皮带,用手转动输入轴时感觉阻力较大,判定差速器等轴承有问题,于是按照要求给差速器加7412半流体润滑脂,发现挤出的润滑脂已变成黑色,然后给大、小端轴承及大端螺旋轴承等加7019极压锂基脂,同时规定必须按照要求定期加油,从此再也没有发生类似问题。2006年7月,同是2#离心机在短时间多次损坏扭矩环,更换备用差速器后情况有所好转,但又出现振动量大的问题,检查时发现转鼓大端轴承损坏,为了安全起见,同时更换了螺旋大端轴承,解决了问题。
(4)2004年上半年,济宁中银公司聚氯乙烯生产规模达5万ｔ/ａ,随着聚氯乙烯产量的增加,离心机进料管却频繁断裂,2个月断了3根进料管,只好规定定期清理进料管,严重制约了生产。在清理进料管时发现进料管前部管壁外有塑化片积聚,通过多次跟踪和探讨认为,离心机进料管在螺旋推进器内,进料过程中因物料有压力,反溅回的浆料积存在进料管和螺旋推进器中间的间隙内,长时间进料时反溅回来的料越积越多,最后形成塑化片积聚在进料管和螺旋推进器中间,使进料管断裂。根据此种情况,采取了两种措施:①购进Φ70×10厚壁不锈钢管,利用断裂下的进料管法兰盘自己制作进料管。②将现有的进料管加以改造,从冲洗水管引一直径为10ｍｍ的细管经过进料管内部,在进料管前端和螺旋推进器口中间隙喷出,将积料冲净。改进后,取得了良好的效果,离心机进料管连续3年多没有断过一次。
(5)按照要求,Ｄ5ＭＣ离心机的主传动皮带(ＳＰＢ2240)和辅助传动皮带(ＳＰＢ2000)应采用进口皮带,并且运转5000～6000ｈ后更换,即每年更换1～2次;若使用国产皮带,则运转3000～4000ｈ后更换,即每年更换2～3次。但是进口皮带价格较高,几乎是国产皮带的10倍,济宁中银公司通过多方努力,选用了合适生产厂家的产品,降低了生产成本。
(6)Ｄ5ＭＣ离心机主传动启动方式和运转过程都由交流变频调速器控制,不仅减少了装机功率,而且大大地降低了启动电流(
Ｄ5ＭＣ沉降式离心机在济宁中银公司使用4年多,虽然在使用过程中出现了一些问题,但经过近几年的不断改进和创新,发挥了装置的最大效益。
(1)目前大多数树脂生产厂家采用了进口离心机,进口离心机不仅价格昂贵、检修技术要求高,而且一旦出现问题维修非常困难,所以在5万ｔ/ａ聚氯乙烯技改设计时就考虑使用国产离心机,通过对比选择了重庆江北机械厂生产的Ｄ5ＭＣ卧式螺旋卸料沉降式离心机。
(2)设计工艺管线时,为保证离心机进料均匀,物料不能在工艺管线中沉淀,并且要保证离心机进料压力稳定,以使离心机运行稳定;采用泵输送打回流的进料方式,从中变径加压(直径由100ｍｍ变为80ｍｍ),并加调节阀自动稳定总管压力。各离心机进口支管加调节阀,离心机电流与进料量连锁控制,把离心机进料电流控制在85Ａ以下,确保离心机能够长期运行。
(3)由于Ｄ5ＭＣ离心机是一种高速旋转的精密机器,为了保证机器的可靠运行,必须严格执行离心机的安全操作规程,按时进行巡回检查,精心维护保养。转鼓、螺旋轴承要按规定及时加油,出现振动量大、扭矩超标等问题时说明轴承已老化,要及时更换。尤其是差速器运行40天后应停车换油,加入7412半流体润滑脂,并且换油时要保证新油加足量,对各个轴承要按要求及时加油。
(4)在控制上,Ｄ5ＭＣ离心机采用了计算机程序控制,采用ＰＬＣ输出仅驱动中间继电器方式,能对转鼓转速、差速器转速等进行运算显示,对扭矩的大小进行一般性监测与比较,当电器发生故障误报警时,可设解除监控状态,使机器能在非监控状态下使用,有可靠的机械保护,减少了故障率,这样可以实现大型关键设备的远程控制。
通过近几年的使用与改造,证明Ｄ5ＭＣ离心机完全可以保证济宁中银公司的生产需求。[编辑:陈立春]
