氧化裝置臥螺離心機(jī)故障停機(jī)的原因淺析
技術(shù)支持
化纖廠氧化裝置氧化工段生產(chǎn)的TA（粗對(duì)苯二甲酸）經(jīng)加氫反應(yīng)器還原反應(yīng)生成PTA（精對(duì)苯二甲酸），經(jīng)第1結(jié)晶器、第2結(jié)晶器、第3結(jié)晶器、1級(jí)離心進(jìn)料罐結(jié)晶后，由1級(jí)離心機(jī)M1-1411分離打漿后進(jìn)入壓濾機(jī)分離，分離出的濾餅進(jìn)入M1-1423干燥機(jī)內(nèi)進(jìn)行干燥，形成濕含量≤0.2的PTA粉料進(jìn)入料倉(cāng)，料倉(cāng)的料送包裝進(jìn)行打包出庫(kù)。其中的1級(jí)臥式螺旋離心機(jī)M1-1411A/B是結(jié)晶分離的第1個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)備，是原裝置建設(shè)時(shí)期進(jìn)口的Thomas Broadbent & Sons公司生產(chǎn)的皮帶傳動(dòng)差速器式低速離心機(jī)。
臥式螺旋卸料離心機(jī)是一種高效的離心分離設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工等多個(gè)行業(yè)，具有單機(jī)處理能力強(qiáng)、分離質(zhì)量高、操作連續(xù)方便、占地面積小以及維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在離心機(jī)領(lǐng)域一直占有特殊的地位。臥式螺旋卸料離心機(jī)應(yīng)用的范圍主要集中在化纖廠、供排水廠的PTA結(jié)晶分離、油泥分離工況。
2020年5月8日、5月10日、10月2日M1-1411A因差速器溫度高、電機(jī)過載、扭矩保護(hù)動(dòng)作故障停機(jī)3次之多，對(duì)PTA工藝裝置的平穩(wěn)運(yùn)行造成很大的影響。就故障原因及整改措施分析如下：
1 原因
1.1 扭矩保護(hù)器故障失效
本次失效的進(jìn)口扭矩保護(hù)器是2019年3月5日到貨上線使用，第1次使用做了550N.m扭力測(cè)試正常（廠家不允許拆卸）。5月8日故障失效后下線利用力矩扳手測(cè)試，扭矩從300N逐步提高，直至750N，扭保仍然沒有分離。解體扭保后，檢查各個(gè)部位無損傷，判斷扭保在分離保護(hù)復(fù)位后，無法再次分離保護(hù)，造成設(shè)備運(yùn)行中無法在高扭矩下保護(hù)分離；2季度PTA盈利水平高工藝負(fù)荷持續(xù)維持在高位，使離心機(jī)進(jìn)料量不斷增加，螺旋扭矩增大，造成扭矩保護(hù)器（扭保）因過載多次起跳，10月2日再次故障停機(jī)。2次扭矩保護(hù)器解體發(fā)現(xiàn)，軸套高溫發(fā)蘭變色，在限定扭矩值未能及時(shí)起跳。扭保使其保護(hù)作用造成設(shè)備損壞。
初步分析：因周圍環(huán)境較為惡劣，粉料進(jìn)入BMR扭矩保護(hù)器內(nèi)部潤(rùn)滑系統(tǒng)，造成內(nèi)部潤(rùn)滑脂污染失效，導(dǎo)致摩擦高溫扭矩彈簧彈性系數(shù)變化扭保失常。
1.2 差速器與轉(zhuǎn)鼓連接螺栓剪斷
螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由差速器來實(shí)現(xiàn)的，臥式螺旋沉降離心機(jī)就是靠與轉(zhuǎn)鼓作相對(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出排渣口，實(shí)現(xiàn)臥螺離心機(jī)對(duì)物料的連續(xù)分離。所以說差速器是離心機(jī)的重要部件。
進(jìn)口差速器內(nèi)部構(gòu)造精細(xì)，拆卸時(shí)對(duì)外界環(huán)境要求非常高，要在恒溫環(huán)境下進(jìn)行，里面潤(rùn)滑脂拆卸時(shí)要注意保護(hù)，特別是會(huì)裝階段、運(yùn)行階段必須保證潤(rùn)滑良好。差速器發(fā)生故障一般原因主要是潤(rùn)滑效果不好導(dǎo)致的，嚴(yán)重的能把軸承燒壞。本次差速器故障則情況有所不同。
5月8日由于工藝操作波動(dòng)，物料無法正常輸出，導(dǎo)致物料大量積壓在筒體內(nèi)部，造成積料，導(dǎo)致扭矩增大。由于扭矩保護(hù)器失效沒有起跳，大扭矩傳遞到差速器導(dǎo)致6個(gè)螺栓瞬間被剪斷。扭矩保護(hù)器在550N.m就應(yīng)該起跳，復(fù)位后切水清洗，就應(yīng)該正常運(yùn)行，但是扭保沒有起跳造成螺栓斷裂。
1.3 轉(zhuǎn)鼓進(jìn)料端軸承潤(rùn)滑失效
5月8日在差速器損壞后，物料沒有中斷，造成物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)堆積，導(dǎo)致物料進(jìn)入軸承箱，污染內(nèi)部潤(rùn)滑脂，20:30再次開車后，污染的潤(rùn)滑脂尚有潤(rùn)滑功能，設(shè)備運(yùn)行沒有表現(xiàn)出異常。而水和物料繼續(xù)進(jìn)入軸承箱。軸承運(yùn)行環(huán)境持續(xù)惡化。后期內(nèi)部潤(rùn)滑脂全部失效，導(dǎo)致軸承無潤(rùn)滑運(yùn)行，損壞卡澀。運(yùn)行至5月10日2:50，扭矩保護(hù)器支架螺栓斷裂，設(shè)備跳停。10:30轉(zhuǎn)鼓解體，進(jìn)料端軸承29336滾動(dòng)體損壞，這是造成跳車的主要原因。
原因分析：M1-1411A離心機(jī)2020年2月5日更換轉(zhuǎn)鼓，運(yùn)行時(shí)間3月。在5月8日現(xiàn)場(chǎng)停機(jī)后，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)出料端間隙數(shù)據(jù)都正常，盤車正?！，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工藝共同判斷是差速器故障，由于轉(zhuǎn)鼓評(píng)審運(yùn)行周期是6個(gè)月。結(jié)合全壽命周期，中心與化纖廠共同評(píng)審不更換轉(zhuǎn)鼓。沒有識(shí)別出轉(zhuǎn)鼓支撐軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)并采取整改措施造成設(shè)備2次故障檢修。
2 改進(jìn)措施及要求
2.1 檢修策略
氧化裝置臥式螺旋卸料離心機(jī)的關(guān)鍵部件有差速器、轉(zhuǎn)鼓、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，結(jié)晶物料與潤(rùn)滑系統(tǒng)的密封采用的是多層骨架油封進(jìn)行隔離，而不是現(xiàn)在通行的機(jī)械密封。檢維修中心以前關(guān)注較多的是差速器、轉(zhuǎn)鼓、螺旋的檢修質(zhì)量及轉(zhuǎn)鼓的運(yùn)行周期，沒有把差速器、轉(zhuǎn)鼓支撐軸承的潤(rùn)滑問題納入技術(shù)管理內(nèi)容，特別是對(duì)扭矩保護(hù)器研究不深入，盲目迷信，國(guó)產(chǎn)化工作沒有及時(shí)開展，造成采購(gòu)周期長(zhǎng)無法滿足現(xiàn)場(chǎng)要求；工藝負(fù)荷調(diào)整限制扭矩的計(jì)算調(diào)整無人計(jì)算，小元件故障影響設(shè)備整體運(yùn)行情況。
2.2 改進(jìn)措施
（1）為了避免扭保頻繁起跳對(duì)工藝生產(chǎn)造成的影響，經(jīng)評(píng)審重新調(diào)整扭矩值，由廠家提供490N.m逐步提高至510N.m，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，修訂作業(yè)卡，完善檢修規(guī)程。
（2）維修對(duì)離心機(jī)差速器、轉(zhuǎn)鼓解體檢修過程中對(duì)各配合間隙檢測(cè)。
（3）每次檢修離心機(jī)必須維護(hù)、實(shí)驗(yàn)扭保，利用裝置水洗機(jī)會(huì)進(jìn)行測(cè)試。后期差速器出現(xiàn)故障，必須更換轉(zhuǎn)鼓。出現(xiàn)超電流停機(jī)，必須檢查扭保。
（4）現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)、停止操作時(shí)嚴(yán)格按照操作卡，步步確認(rèn)。
（5）現(xiàn)場(chǎng)巡檢時(shí)重點(diǎn)關(guān)注軸承溫度、振動(dòng)的變化及潤(rùn)滑油油位、油質(zhì)的檢查確認(rèn)，利用小神探、BH550收集分析對(duì)比運(yùn)行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，確保設(shè)備工況良好。
（6）制定相應(yīng)的后期設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度。利用裝置水洗機(jī)會(huì)進(jìn)行檢查。
（7）工藝穩(wěn)定運(yùn)行，控制好物料流量12000kg/h～22000kg/h，監(jiān)控運(yùn)行中離心機(jī)電流＜91A。
（8）進(jìn)行扭矩保護(hù)器國(guó)產(chǎn)化研究及定型采購(gòu)，工藝負(fù)荷調(diào)整后的限定扭矩計(jì)算有定量。
3 結(jié)語(yǔ)
化纖廠氧化裝置是PTA生產(chǎn)的關(guān)鍵裝置，設(shè)備穩(wěn)定可靠、高負(fù)荷運(yùn)行是必要的運(yùn)行基礎(chǔ)。設(shè)備管理要滿足運(yùn)行基礎(chǔ)要求，必須對(duì)設(shè)備參數(shù)、關(guān)鍵部件、運(yùn)行問題有全面的了解及認(rèn)識(shí)，特別是進(jìn)口設(shè)備要實(shí)現(xiàn)其全部效能，必須研究透徹、國(guó)產(chǎn)化。
