電石法PVC生產(chǎn)中離心機(jī)易出現(xiàn)的問題及解決方案
技術(shù)支持
河北盛華化工有限公司于2007年9月份引進(jìn)了由原北京化二股份有限公司設(shè)計(jì)的10萬t/aPVC裝置，2008年年底完成設(shè)備安裝及以水代料的聯(lián)動(dòng)試車。由于受全球金融危機(jī)的影響，該裝置于2009年3月份才開始投料生產(chǎn)，5月份滿負(fù)荷生產(chǎn)。新裝置的投產(chǎn)為該公司的節(jié)能降耗提供了強(qiáng)有力的保障，生產(chǎn)1tPVC的電石消耗低至1.46t。但該裝置于2009年8-9月連續(xù)發(fā)生離心機(jī)跳車故障，其原因是電流過載而使進(jìn)料閥關(guān)閉。河北盛華化工有限公司通過改造離心機(jī)系統(tǒng)，使生產(chǎn)順利進(jìn)行，并且降低了能耗。
1 離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
河北盛華化工有限公司使用的離心機(jī)為LW720AⅢ離心機(jī)，它主要由限矩保護(hù)裝置、差速器、螺旋、轉(zhuǎn)鼓、機(jī)罩、機(jī)座、潤滑系統(tǒng)、主電動(dòng)機(jī)組成。
LW720AⅢ離心機(jī)工作原理為：懸浮液經(jīng)進(jìn)料管螺旋進(jìn)料口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在主電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，較大、較重的固相顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)鼓相對(duì)運(yùn)動(dòng)的螺旋葉片連續(xù)將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固相顆粒刮下并推至排渣口。分離后的清液經(jīng)堰板開口流出轉(zhuǎn)鼓，螺旋與轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由差速器實(shí)現(xiàn)。差速器的外殼與轉(zhuǎn)鼓連接，輸出軸與螺旋連接，輸入軸與限矩保護(hù)裝置連接。主電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，也帶動(dòng)了差速器外殼旋轉(zhuǎn)，由于輸入軸與限矩保護(hù)裝置連接，限矩保護(hù)裝置產(chǎn)生制動(dòng)力矩，從而驅(qū)動(dòng)行星輪帶動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)，并按一定的比例將扭矩傳給螺旋，從而實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)對(duì)物料的連續(xù)分離。
PVC漿料特性：固相粒度（140～198um）≥80%，懸浮液質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤25%，懸浮液密度≤1200kg/m3（20℃），進(jìn)料壓力0.15～0.30MPa，進(jìn)料溫度≤75℃。
轉(zhuǎn)鼓大端直徑720mm，轉(zhuǎn)速2300r/min，分離因數(shù)2310，液層深度23～63mm，差速器減速比38/31，分離后固相含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤25%，分離后液相含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.1%。
2 LW720AⅢ離心機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題
2009年5月份，LW720AⅢ離心機(jī)開始滿負(fù)荷生產(chǎn)運(yùn)行；9月5日，2#離心機(jī)發(fā)生電動(dòng)機(jī)負(fù)荷過高（超過設(shè)定高限190A）的跳車停機(jī)故障。拆開離心機(jī)大蓋后發(fā)現(xiàn)排水口堆有大量樹脂，轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間有1層約0.7cm厚的塑化片。因螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)過程中摩擦力增大，造成差速器扭矩過大而發(fā)生跳車。經(jīng)離心機(jī)生產(chǎn)廠家技術(shù)人員指導(dǎo)，3次拆裝調(diào)整間隙后，于9月14日再次運(yùn)行，1個(gè)月未發(fā)生跳車事故。10月中旬再次拆裝過程中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓外壁在第1道隔板處發(fā)生磨損，磨損深度達(dá)4.7mm（廠家技術(shù)規(guī)定轉(zhuǎn)鼓磨損深度達(dá)2.5mm時(shí)設(shè)備將不能使用）。由于離心機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)2300r/min，所以一旦發(fā)生事故，后果非常嚴(yán)重。經(jīng)仔細(xì)觀察、分析，認(rèn)為磨損原因是干燥開停車過程中出現(xiàn)了倒風(fēng)現(xiàn)象，在空氣夾帶PVC粉經(jīng)離心機(jī)吹到母液池的過程中，于轉(zhuǎn)鼓與隔板處發(fā)生了磨損，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度降低，影響了安全生產(chǎn)。
3 解決離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓磨損對(duì)策
（1）將離心機(jī)排風(fēng)改為自然排風(fēng)。原工藝設(shè)計(jì)為離心機(jī)下料斗側(cè)面有1個(gè)錐形排風(fēng)斗（與下料斗隔有不銹鋼網(wǎng)），再由風(fēng)機(jī)連接后排風(fēng)。風(fēng)機(jī)運(yùn)行幾天后將不銹鋼網(wǎng)抽破，樹脂隨著熱氣被風(fēng)機(jī)抽出，不僅損失了成品料，而且污染了周圍環(huán)境。風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，停止運(yùn)行后料斗排風(fēng)不暢，造成PVC粉料由空氣夾帶進(jìn)入母液池的過程中在隔板處發(fā)生磨損。
改進(jìn)方案：將料斗排風(fēng)由風(fēng)機(jī)排風(fēng)改為自然排風(fēng)，以保證不銹鋼網(wǎng)不會(huì)被抽破，料斗中的空氣會(huì)順著改造后的排風(fēng)管自然排出。此項(xiàng)改進(jìn)可以起到給料斗排風(fēng)的作用，同時(shí)PVC粉料不會(huì)被抽出而造成環(huán)境污染，還避免了成品料的損失。如果按照每天損失1袋成品料計(jì)，每年的經(jīng)濟(jì)損失近7000元。風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行還可以節(jié)省電力，排風(fēng)機(jī)功率為11kW，每年開工時(shí)間按8000h計(jì)，可以節(jié)省用電88000kW·h/a。
（2）由于原設(shè)計(jì)母液水管為DN250不銹鋼水管，空氣會(huì)經(jīng)此通道夾帶PVC樹脂進(jìn)入母液池。河北盛華化工有限公司在2009年10月份停車檢修時(shí)，從母液池挖出PVC樹脂8t多，此時(shí)據(jù)裝置滿負(fù)荷開車僅4個(gè)月。如果按此計(jì)算，每年將損失24tPVC樹脂，以市場(chǎng)價(jià)7000元/t計(jì)，每年可以避免直接經(jīng)濟(jì)損失168000元。由此裝置的生產(chǎn)能力和離心機(jī)的分離效果判定，如果只是母液中含有不能被分離的PVC樹脂，則收集到的PVC樹脂不會(huì)有這么多，因此絕大多數(shù)PVC樹脂是由空氣夾帶進(jìn)入母液池的。
改進(jìn)方案：將原母液水管用“8”字盲板隔開，改為“U”形管路，目的是利用母液水在“U”形管中形成液封，阻斷空氣的通路，使空氣只能從排風(fēng)口排出。“U”形管底部直管段一端連接1個(gè)排污閥，每周排污檢查1次，防止PVC樹脂在此直管段堵死而導(dǎo)致離心母液水無法排至母液池。
補(bǔ)充方案：通過前兩項(xiàng)的改進(jìn)，該裝置目前運(yùn)行完好，離心機(jī)再也沒有發(fā)生跳車故障，打開離心機(jī)大蓋也沒有發(fā)現(xiàn)在排水口出現(xiàn)堆料現(xiàn)象。根據(jù)離心機(jī)的工藝設(shè)計(jì)要求，給離心機(jī)腔內(nèi)鼓風(fēng)，增大離心機(jī)腔內(nèi)壓力，使通過第1處隔板內(nèi)的壓力大于另一側(cè)壓力。目前該離心機(jī)裝置運(yùn)行狀態(tài)完好，該排風(fēng)機(jī)還沒有運(yùn)行。
4 結(jié)語
對(duì)離心系統(tǒng)進(jìn)行改造后，裝置已運(yùn)行3個(gè)月，運(yùn)行結(jié)果表明，改造不僅很好地解決了生產(chǎn)故障的問題，而且解決了由于排風(fēng)機(jī)排氣和母液水回用夾帶PVC樹脂顆粒使得母液水處理難度加大的問題，保證了清潔生產(chǎn)。
