P-4600NMA型離心機研條問題的解決

                                            安永剛,陳德森,張素賢

                                    (錦化化工(集團)有限責(zé)任公司,遼寧葫蘆島125001)

[關(guān)鍵詞]離心機;研條問題;解決方法

[摘　要]分析了P-4600NMA型離心機產(chǎn)生研條的原因,并制定出合理的檢修方案,圓滿地解決了離心機產(chǎn) 生研條的問題。

[中圖分類號]TQ325.3;TQ051　[文獻標識碼]A　[文章編號]1009-7937(2003)02-0058-03

前言

目前,錦化化工(集團)有限責(zé)任公司(簡稱錦 化)樹脂廠聚氯乙烯車間有3臺離心機,用于從含固 量約25%的PVC漿料中分離出含水量為20%~ 25%的PVC濕餅,以便進行進一步的干燥。其中 1#離心機為日本巴工業(yè)株式會社生產(chǎn)的P- 4600NMA型,于1997年5月在聚氯乙烯車間安裝 并開始運行的。經(jīng)過3年多的使用,運行情況一直 良好,但是到了2001年,該臺離心機開始產(chǎn)生大量 的研條(PVC塑溶片),并且數(shù)量越來越多,到5月 份時每天產(chǎn)生的研條量達到200 kg左右。如果這 個問題不能及時有效地解決,每年將會損失近100 t PVC樹脂,造成極大的浪費。為了徹底解決這個問 題,我們將它作為一個立項攻關(guān)項目,在進行了全面 的分析之后,提出了行之有效的解決方案,并利用 2001年5月末停車檢修的機會,圓滿地解決了這個 問題。

1　P-4600NMA型離心機的主要性能參數(shù)

1.1　工藝條件

漿料濃度: 25% (質(zhì)量分數(shù)),濕餅含水量: 23%~25%(質(zhì)量分數(shù)),排餅速度:3.5~5 t/h。

1.2　技術(shù)參數(shù)

轉(zhuǎn)鼓直徑:508 mm,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速:2 730 r/min,分 離因數(shù):2 100 G,電機功率:90 kW,電機轉(zhuǎn)速:1 480 r/min,臨界轉(zhuǎn)速:1 200 r/min。

1.3　材料

轉(zhuǎn)鼓:JMS537A(同CF-8M),螺旋輸送器轉(zhuǎn) 鼓:JMS537B (同CF - 3M),螺旋輸送器葉片: SUS316L,油封及“O”型環(huán):NBR。

1.4　離心機正常運轉(zhuǎn)時主軸承溫度

齒輪箱側(cè)溫度≤68℃,皮帶輪側(cè)溫度≤68℃。

1.5　離心機正常運轉(zhuǎn)時振幅

離心機正常運轉(zhuǎn)時的振幅見表1。



1.6　離心機正常運轉(zhuǎn)時噪音

離心機正常運轉(zhuǎn)時的噪音值≤85 dB(距離1 m)。

2　研條產(chǎn)生原因的分析判斷

2.1　P-4600NMA型離心機的結(jié)構(gòu)及原理

P-4600NMA型離心機主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋輸送 器、差速器、機殼、機座、潤滑系統(tǒng)、主電機等組成。 結(jié)構(gòu)如圖1所示。其工作原理是:PVC懸浮液經(jīng)進料管、螺旋出料口進入轉(zhuǎn)鼓,在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心 力作用下,密度較大的固相顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上, 與轉(zhuǎn)鼓作相對運動的螺旋輸送器葉片不斷地將沉積 在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固相顆粒刮下并推出排渣口,分離 后的清液經(jīng)堰板開口流出轉(zhuǎn)鼓。螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓 間的相對運動是由差速器來實現(xiàn)的。差速器的外殼 與轉(zhuǎn)鼓相接,輸出軸與螺旋輸送器相接,輸入軸固定 在力矩保護器上。電機帶動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時也帶動 了差速器的外殼旋轉(zhuǎn),由于輸入軸被控制,從而驅(qū)動 行星輪帶動輸出軸旋轉(zhuǎn),并按一定的速比將扭矩傳 遞給螺旋輸送器,實現(xiàn)了離心機對物料的連續(xù)分離 過程。



2.2　研條產(chǎn)生的部位及原因

根據(jù)離心機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,我們對研 條可能產(chǎn)生的部位及原因進行了分析,認為研條料 的產(chǎn)生有以下幾種可能:

(1)在進料管與螺旋輸送器內(nèi)轉(zhuǎn)鼓之間,由于進 料管是靜止的,而螺旋轉(zhuǎn)鼓在高速旋轉(zhuǎn),且在進料管 和內(nèi)轉(zhuǎn)鼓間存在著間隙,如果間隙中有PVC物料堆 積,就會由于相對運動造成摩擦而產(chǎn)生研條。

(2)外轉(zhuǎn)鼓殼體的外面有兩個圓環(huán)型導(dǎo)槽,與位 于離心機殼體內(nèi)的擋板嚙合,用來限制轉(zhuǎn)鼓排出的 液相和固相流向它們各自的出料口。在導(dǎo)槽與擋板 間存在著一定的間隙,如果PVC物料進入這個間 隙,就會由于導(dǎo)槽與擋板間高速的相對運動造成摩 擦而產(chǎn)生研條。

(3)在螺旋輸送器葉片頂端與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁間存在 1.6 mm的間隙,經(jīng)過長期運轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上有可能 附著著一層沉積的PVC物料固化層,當這層固化層 與螺旋葉片頂端間隙過小時,就會使進入這個間隙 的PVC物料由于受到葉片與固化層的摩擦而產(chǎn)生研條。

(4)螺旋輸送器葉片的頂端形狀和尺寸都有一 定的標準,如圖2(a)所示。當螺旋葉片以這種結(jié)構(gòu) 尺寸正常運轉(zhuǎn)時,和PVC物料的接觸面較小,不會 因摩擦產(chǎn)生大量的熱量而產(chǎn)生研條。但經(jīng)過長期運 轉(zhuǎn),螺旋葉片會由于磨損而失去原有的標準形狀和 尺寸,如圖2(b)所示。由于螺旋葉片的形狀改變 了,葉片與PVC物料的接觸面增大,摩擦產(chǎn)生的熱 量也增大了,溫度升高引起PVC部分熔合,形成研 條料。

 

2.3　研條產(chǎn)生的原因和部位的判斷

既然產(chǎn)生研條原因有上述幾種可能,那么究竟 這臺離心機產(chǎn)生的研條是由于哪種原因造成的呢? 我們決定按先易后難的順序,采用排除法來確定。 首先,我們將離心機的進料管抽出,檢查進料管 外壁是否有摩擦的痕跡,結(jié)果進料管的外壁比較光 滑,看不出有摩擦磨損的痕跡,據(jù)此我們判斷研條不 是在進料管與內(nèi)轉(zhuǎn)鼓之間產(chǎn)生的。然后,我們又將 離心機的上殼體拆下,檢查轉(zhuǎn)鼓外壁上的圓環(huán)型導(dǎo) 槽及殼體上的擋板,結(jié)果也沒有發(fā)現(xiàn)它們有與物料 摩擦的痕跡,這種可能也被排除了。

由于另外兩種可能必須將離心機解體后才能確 認,而離心機的解體不是輕易就可以進行的。根據(jù) 我們已掌握的情況,我們決定在制訂修理方案時,將 這兩種可能情況都考慮進去。

3　修理方案的制定

根據(jù)以往的檢修經(jīng)驗,我們經(jīng)過討論制定了如 下修理方案:

(1)將離心機解體。解體前應(yīng)對主機的振動情 況及主要安裝尺寸進行測量并記錄,便于安裝和試 車,并將大修前后的震動情況加以對比。解體時要 對所有連接螺栓及連接件一一進行標記,安裝時要 一一對應(yīng),絕對不能混裝,以保證原來的裝配質(zhì)量及動 平衡。重新安裝螺栓時要使用扭力矩扳手,以保證同 一部件所有螺栓預(yù)緊力完全相同,確保安裝質(zhì)量。

(2)解體后將各零部件進行徹底清洗檢查,觀察 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁是否有物料沉積固化層,如果有,將其徹底 清理干凈。

(3)根據(jù)螺旋葉片是否磨損及磨損程度采取不 同的處理方法。如果葉片基本沒有磨損,那當然就 不必采取什么處理方法。如果葉片磨損了,但葉片 頂端與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁之間的間隙≤3 mm時,只需將磨 損的葉片頂端按標準尺寸修整即可。如果葉片磨損 較嚴重,葉片頂端與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁之間的間隙>3 mm 時,就要對葉片頂端進行堆焊處理,恢復(fù)至原高度 后,再按標準尺寸修整頂端齒形。也可以將整個螺 旋葉片去掉2/3或整體去掉,再按原材質(zhì) (SUS316L)整體加工葉片進行焊接,然后按標準尺 寸修整葉片頂端。

(4)更換全部易損件,所有備件均按原標準。易 損件包括軸承、油封、墊片、“O”型環(huán)及部分連接螺 栓等。更換軸承時螺旋軸承及皮帶輪軸承要加足 shell alvania Ep2潤滑脂。安裝前潤滑脂通道應(yīng)徹底 清除干凈。

(5)對螺旋輸送器、外轉(zhuǎn)鼓分別做動平衡。

(6)離心機修復(fù)完畢后進行試車驗收。

4　修理過程

由于車間檢修力量不能自行完成整個大修過 程,我們利用2001年5月末停電檢修的機會,委托 錦西化工機械(集團)有限責(zé)任公司(簡稱錦化機)對 1#離心機進行了大修。

(1)停車前由錦化機技術(shù)人員對離心機在50 kW功率運行時的振幅進行了測量,結(jié)果見表2。



(2)拆卸:將轉(zhuǎn)鼓及輸送器連同差速器整體吊運 至錦化機。

(3)按方案要求將離心機解體,并對各零部件進 行了徹底清洗檢查,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁有一層PVC物料 沉積固化層,厚度約為0.5 mm,將其徹底清理干 凈。

(4)螺旋輸送器拆下來后,我們發(fā)現(xiàn)螺旋前三道 葉片已嚴重磨損,不但失去了原有齒形,而且葉片頂 端與外轉(zhuǎn)鼓之間的間隙已超過3 mm,最大處達到6 mm左右。經(jīng)過我們與錦化機技術(shù)人員共同協(xié)商，在綜合考慮了錦化機的技術(shù)條件及檢修的難易程度 后,我們決定采用A002焊條堆焊方式來修復(fù)葉片, 然后再將葉片頂端用手工方法按標準尺寸修整。但 必須要注意焊接時避免產(chǎn)生過燒現(xiàn)象,堆焊結(jié)束后 應(yīng)對整個螺旋葉片進行著色探傷。

(5)螺旋葉片按要求修復(fù)完畢,探傷合格后對螺 旋輸送器及轉(zhuǎn)鼓分別做了動平衡,精度達到2.5級 左右。

(6)更換全部5套軸承及所有油封、“O”型環(huán)及 墊片。裝配主軸承時,軸承內(nèi)圈的加熱溫度為95 ℃,所有連接螺栓及連接件按標注一一對應(yīng)安裝。

(7)組裝后運回車間安裝并試車,功率保持50 kW,運行72 h,情況如下:

(A)研條情況

經(jīng)過實際觀察和取樣分析,基本未發(fā)現(xiàn)研條料 產(chǎn)生。

(B)震動情況

大修后50 kW功率運行時振幅見表3。



從振幅情況看,大修后離心機的振幅比大修前 略有增大,但都在正常范圍之內(nèi)。

(C)主軸承溫度

大修后50 kW功率在室溫30℃運行時主軸承 的溫度為:齒輪箱側(cè)56℃、皮帶輪側(cè)60℃,均滿足 技術(shù)要求。

(D)運轉(zhuǎn)時的噪音

離心機正常運轉(zhuǎn)時的噪音值規(guī)定≤85 dB,由于 我們沒有測定儀器,無法確定大修后離心機的噪音 值,但現(xiàn)場聽起來運轉(zhuǎn)時噪音比較正常,不會超過 85 dB。

5　結(jié)語

通過大修后1#離心機的運轉(zhuǎn)狀況可以看出,這 次大修后離心機運轉(zhuǎn)比較正常,取得了較好的效果, 各項技術(shù)指標都在標準范圍之內(nèi),而且經(jīng)過1年來 的運行,運轉(zhuǎn)狀況一直較好,特別是有效地解決了研 條問題,每年可以減少損失近50萬元。因此,此次 針對P-4600NMA型離心機研條問題的大修基本 達到了預(yù)期的目的,并且為以后解決類似問題積累 了經(jīng)驗。