電石法PVC生產(chǎn)中離心機易出現(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月份引進了由原北京化二股份有限公司設(shè)計的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)動試車。由于受全球金融危機的影響，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)生離心機跳車故障，其原因是電流過載而使進料閥關(guān)閉。河北盛華化工有限公司通過改造離心機系統(tǒng)，使生產(chǎn)順利進行，并且降低了能耗。
1 離心機的結(jié)構(gòu)及工作原理
河北盛華化工有限公司使用的離心機為LW720AⅢ離心機，它主要由限矩保護裝置、差速器、螺旋、轉(zhuǎn)鼓、機罩、機座、潤滑系統(tǒng)、主電動機組成。
LW720AⅢ離心機工作原理為：懸浮液經(jīng)進料管螺旋進料口進入轉(zhuǎn)鼓，在主電動機高速旋轉(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)鼓相對運動的螺旋葉片連續(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)鼓的相對運動由差速器實現(xiàn)。差速器的外殼與轉(zhuǎn)鼓連接，輸出軸與螺旋連接，輸入軸與限矩保護裝置連接。主電動機帶動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時，也帶動了差速器外殼旋轉(zhuǎn)，由于輸入軸與限矩保護裝置連接，限矩保護裝置產(chǎn)生制動力矩，從而驅(qū)動行星輪帶動輸出軸旋轉(zhuǎn)，并按一定的比例將扭矩傳給螺旋，從而實現(xiàn)了離心機對物料的連續(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℃），進料壓力0.15～0.30MPa，進料溫度≤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離心機運行過程中出現(xiàn)的問題
2009年5月份，LW720AⅢ離心機開始滿負荷生產(chǎn)運行；9月5日，2#離心機發(fā)生電動機負荷過高（超過設(shè)定高限190A）的跳車停機故障。拆開離心機大蓋后發(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日再次運行，1個月未發(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4.7mm（廠家技術(shù)規(guī)定轉(zhuǎn)鼓磨損深度達2.5mm時設(shè)備將不能使用）。由于離心機轉(zhuǎn)速高達2300r/min，所以一旦發(fā)生事故，后果非常嚴(yán)重。經(jīng)仔細觀察、分析，認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)鼓強度降低，影響了安全生產(chǎn)。
3 解決離心機轉(zhuǎn)鼓磨損對策
（1）將離心機排風(fēng)改為自然排風(fēng)。原工藝設(shè)計為離心機下料斗側(cè)面有1個錐形排風(fēng)斗（與下料斗隔有不銹鋼網(wǎng)），再由風(fēng)機連接后排風(fēng)。風(fēng)機運行幾天后將不銹鋼網(wǎng)抽破，樹脂隨著熱氣被風(fēng)機抽出，不僅損失了成品料，而且污染了周圍環(huán)境。風(fēng)機不能正常運轉(zhuǎn)，停止運行后料斗排風(fēng)不暢，造成PVC粉料由空氣夾帶進入母液池的過程中在隔板處發(fā)生磨損。
改進方案：將料斗排風(fēng)由風(fēng)機排風(fēng)改為自然排風(fēng)，以保證不銹鋼網(wǎng)不會被抽破，料斗中的空氣會順著改造后的排風(fēng)管自然排出。此項改進可以起到給料斗排風(fēng)的作用，同時PVC粉料不會被抽出而造成環(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，每年的經(jīng)濟損失近7000元。風(fēng)機停止運行還可以節(jié)省電力，排風(fēng)機功率為11kW，每年開工時間按8000h計，可以節(jié)省用電88000kW·h/a。
（2）由于原設(shè)計母液水管為DN250不銹鋼水管，空氣會經(jīng)此通道夾帶PVC樹脂進入母液池。河北盛華化工有限公司在2009年10月份停車檢修時，從母液池挖出PVC樹脂8t多，此時據(jù)裝置滿負荷開車僅4個月。如果按此計算，每年將損失24tPVC樹脂，以市場價7000元/t計，每年可以避免直接經(jīng)濟損失168000元。由此裝置的生產(chǎn)能力和離心機的分離效果判定，如果只是母液中含有不能被分離的PVC樹脂，則收集到的PVC樹脂不會有這么多，因此絕大多數(shù)PVC樹脂是由空氣夾帶進入母液池的。
改進方案：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?！?span style="font-family: Arial;">U”形管底部直管段一端連接1個排污閥，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。
補充方案：通過前兩項的改進，該裝置目前運行完好，離心機再也沒有發(fā)生跳車故障，打開離心機大蓋也沒有發(fā)現(xiàn)在排水口出現(xiàn)堆料現(xiàn)象。根據(jù)離心機的工藝設(shè)計要求，給離心機腔內(nèi)鼓風(fēng)，增大離心機腔內(nèi)壓力，使通過第1處隔板內(nèi)的壓力大于另一側(cè)壓力。目前該離心機裝置運行狀態(tài)完好，該排風(fēng)機還沒有運行。
4 結(jié)語
對離心系統(tǒng)進行改造后，裝置已運行3個月，運行結(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)。
