高速三相臥螺離心機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用與改進(jìn)
行業(yè)動態(tài)
回收的粗焦油含大量水分，使后續(xù)的焦油加工生產(chǎn)效率下降，并存在安全問題，嚴(yán)重時會引起管道設(shè)備破裂導(dǎo)致火災(zāi)，因此焦油必須進(jìn)行脫水才能蒸餾加工。為此，在回收系統(tǒng)中安裝一種能用于給焦油脫水、脫渣的設(shè)備勢在必行。三相（固-液-液）臥螺離心機(jī)系統(tǒng)可以很好地解決這個問題。河南省安陽鋼鐵有限公司焦化廠自行完成了對此設(shè)備引進(jìn)后的安裝調(diào)試工作，并針對設(shè)備運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行了維修與改進(jìn)，效果顯著。
1 離心機(jī)系統(tǒng)介紹
1.2 離心機(jī)工作原理
需要分離的物料通過中心供料管進(jìn)入離心機(jī)內(nèi)，在離心力的作用下，密度大的固體沉降到轉(zhuǎn)鼓壁上。兩相密度不同的清液形成同心圓柱，較輕的液相處于內(nèi)層，較重的液相處于外層。不同液體環(huán)的厚度可通過調(diào)節(jié)溢流堰和可變?nèi)~輪來改變。沉積在轉(zhuǎn)筒壁上的固體由螺旋輸送器傳送到轉(zhuǎn)筒體的椎體端，從排料口排入固體積料箱。排出固體的含水率和液體的澄清度可通過以下方式改變。
（1）調(diào)節(jié)堰板，改變液池深度。增大堰板直徑，排水區(qū)域增大，固體含水率可下降；減小堰板直徑，液池深度增大，清液中固體含量可下降。
（2）改變轉(zhuǎn)筒速度。固體顆粒越細(xì)，轉(zhuǎn)筒速度就要越高，以達(dá)到滿意的分離效果。
（3）改變螺旋差速。轉(zhuǎn)筒與螺旋的差速越小，排出固體的含水率也越低；進(jìn)料固體含量越高，所需差速越高。
注意：機(jī)器運(yùn)行參數(shù)設(shè)置需經(jīng)調(diào)試后才能確定。
1.2 離心機(jī)控制系統(tǒng)
離心機(jī)控制系統(tǒng)采用西門子S7-300系列的PLC，主要由機(jī)架、CPU處理模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊等組成。
PLC采集外部信號：
（1）PLC主要采集的DI信號有三通閥狀態(tài)、清洗用電磁閥狀態(tài)、離心機(jī)振動報警、齒輪油位、驅(qū)動電機(jī)超溫報警（兩個）、急停按鈕報警、螺旋差速、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、變頻器故障、空氣開關(guān)狀態(tài)信號等。
（2）PLC主要輸出的DO信號有螺旋啟動、轉(zhuǎn)鼓啟動、三通閥啟動、清洗用電磁閥啟動信號。
（3）PLC主要采集的AI信號（4～20mA）有螺旋驅(qū)動扭矩、轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動功率、進(jìn)料溫度。
（4）PLC主要輸出的AO信號（4～20mA）有螺旋驅(qū)動設(shè)定、轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動設(shè)定信號。
該控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成分為：
（1）離心機(jī)電控柜。包括空氣開關(guān)、變頻器、交流接觸器、中間繼電器、變壓器、可編程控制器（PLC）以及操作面板（OP）。
（2）離心機(jī)現(xiàn)場防爆柜。它是高速三相臥螺離心機(jī)的主要操作單元，它的操作直接影響到離心機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
（3）離心機(jī)外圍控制元件。包括溫度傳感器、三通閥、清洗閥、振動探頭、速度探頭、油位開關(guān)等。
2 運(yùn)行期間出現(xiàn)的問題
（1）三通閥找不到離心機(jī)的進(jìn)料裝置，即一部分料走旁通，一部分料走離心機(jī)，不能對所有焦油完全處理。
（2）離心機(jī)本體的轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動電機(jī)不運(yùn)行。
（3）離心機(jī)正常運(yùn)行過程中遇到突發(fā)故障后，從排渣管“漏焦油”，造成環(huán)境污染。
3 維修與改進(jìn)
3.1 三通閥找不到離心機(jī)的進(jìn)料位置
手動控制三通閥打到進(jìn)料位置（進(jìn)離心機(jī)）或旁通位置（回流管）時，閥芯始終朝一個方向旋轉(zhuǎn)，并且兩個位置都找不到（以現(xiàn)場操作盤上的位置指示燈為準(zhǔn)）。打開閥蓋對控制部分進(jìn)行剖析，分別對進(jìn)料、旁通兩個可調(diào)旋鈕的位置進(jìn)行調(diào)整，把三通閥搖到離心機(jī)進(jìn)料位置。判別方法是從三通閥進(jìn)料管進(jìn)沖洗用的熱氨水，手搖三通閥的調(diào)節(jié)手輪，使三通閥閥桿上的一個紅點對準(zhǔn)離心機(jī)的進(jìn)料方向，用手觸摸進(jìn)離心機(jī)的料管，若不燙手，保持一個方向繼續(xù)搖手輪，按每90°為一個過程，直到進(jìn)離心機(jī)料管有燙手的感覺，即為離心機(jī)進(jìn)料位置，觀察另外一個紅點（兩個紅點間的夾角為90°）的位置，并記住此兩個紅點的位置，便于今后可以從外觀上確認(rèn)進(jìn)料位置。打開三通閥的上蓋，按所標(biāo)識的方向調(diào)節(jié)進(jìn)料位置旋鈕，直到現(xiàn)場防爆操作柜上的三通閥進(jìn)料開啟燈亮，說明進(jìn)料位置及其信號調(diào)試成功；再把三通閥搖到旁通位置（判別方法如上述，但是另外一個紅點要對準(zhǔn)旁通方向），按所標(biāo)識的方向調(diào)節(jié)旁通位置旋鈕，知道現(xiàn)場防爆操作柜上的三通閥進(jìn)料關(guān)閉燈亮，說明旁通位置及其信號調(diào)試成功。調(diào)整好兩個位置及其信號后，按現(xiàn)場防爆操作柜上的三通閥進(jìn)料開啟或關(guān)閉按鈕，三通閥就可以自動找到進(jìn)料位置或旁通位置（相應(yīng)的進(jìn)料開啟或關(guān)閉指示燈亮）。此時三通閥找不到離心機(jī)進(jìn)料位置的問題解決。但是離心機(jī)運(yùn)行一段時間后舊病復(fù)發(fā)，判斷是兩個到位開關(guān)出現(xiàn)了問題，把三通閥的機(jī)械限位部分打開，發(fā)現(xiàn)到位開關(guān)沒有問題，經(jīng)過仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)此開關(guān)帶有兩組接點，三通閥原來使用的一組接點需要把開關(guān)頂?shù)降撞拍芙油?，因此把兩組接點并接到一起，比原來使用的一組接點靈敏、可靠，重新調(diào)整好三通閥兩個位置的到位信號后，三通閥找不到離心機(jī)進(jìn)料位置的問題得到徹底解決。
3.2 轉(zhuǎn)鼓的驅(qū)動電機(jī)不運(yùn)行
在現(xiàn)場看到螺旋驅(qū)動電機(jī)可以旋轉(zhuǎn)，按轉(zhuǎn)鼓啟動按鈕后，轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動電機(jī)不動作，操作面板報警為S1——螺旋變頻器已啟動，反饋接點故障（變頻器沒有啟動），打開螺旋變頻器面板，檢查反饋接點接觸良好，說明變頻器已得到PLC輸出模板的啟動指令，并且反饋接點接觸良好，但是對應(yīng)的DI模塊上的對應(yīng)通道有輸入信號（24V），而通道指示燈不亮，打開程序進(jìn)行在線監(jiān)測（離心機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)啟動的順序是先螺旋后轉(zhuǎn)鼓，PLC程序中檢測不到螺旋變頻器已啟動反饋接點信號，認(rèn)為螺旋變頻器沒有啟動，不會執(zhí)行轉(zhuǎn)鼓啟動指令），發(fā)現(xiàn)輸入信號傳輸不過去，說明輸入通道壞，把輸入信號改接到另一備用通道，并改寫程序中的通道地址后，再次按轉(zhuǎn)鼓啟動按鈕，轉(zhuǎn)鼓的驅(qū)動電機(jī)開始運(yùn)行。
3.3 離心機(jī)正常運(yùn)行過程中遇到突發(fā)故障停車后從排渣管漏焦油問題
離心機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)扭矩過大等故障時，三通閥會自動打到旁通位置，清洗閥自動打開進(jìn)行沖洗（15min），用于沖洗的熱氨水通過離心機(jī)的排水孔從排水管道流入機(jī)械化澄清槽。
如果焦油從排渣管漏出，原因有：
（1）離心機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)扭矩過大等重大故障時，三通閥不能及時自動打到旁通位置，并且差轉(zhuǎn)速較大，焦油會從離心機(jī)固體集料箱順排渣管流出。
（2）堰板調(diào)節(jié)的位置不合適。
（3）排水管的管徑細(xì)，沖洗的熱氨水及離心機(jī)內(nèi)剩余的焦油排不及，通過排煙管的連通管（排水管與排渣管之間），從排渣管排出。
經(jīng)過現(xiàn)場操作人員的確認(rèn)，（1）、（2）兩種原因被排除，為避免今后出現(xiàn)從排渣管沖出熱氨水及離心機(jī)內(nèi)剩余的焦油，調(diào)整手動閥門減小熱氨水的進(jìn)量，切斷了排水管與排渣管之間連通管，并增加了轉(zhuǎn)鼓低限速（＜3200r/min）報警，以及時提示操作人員對現(xiàn)場進(jìn)行查看。采取這些措施后杜絕了從排渣管漏焦油的現(xiàn)象。
4 結(jié)論
焦化廠對離心機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的安裝及改進(jìn)工作收到了很好的效果，如省時、節(jié)能、減排、減污、提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量等。輸送焦油的管道到冬天沒有發(fā)生堵塞現(xiàn)象，減輕了維修人員的工作量，焦油加工工序不用經(jīng)常清理焦油大槽底部的油渣，節(jié)約了人力物力，并為焦化廠創(chuàng)效降耗作出貢獻(xiàn)。
