
悬浮法聚氯乙烯生产的过程,基本上是加入氯乙烯量的1.1-2倍的水,但是水主要是为了分散以及传热介质的作用,而不是参与聚合反应。但是在氯乙烯聚合反应完成之后产生聚氯乙烯浆料,基本上这样的聚氯乙烯浆料都含有百分之七十左右的水。在物料进入干燥程序之前还是需要进行脱水工艺。
1 离心机工作原理
离心机是卧式螺旋沉降离心机,主要的工作原理就是在聚氯乙烯浆料经过入料管、输送器出料孔进入转鼓,又有受高速离心力进行固液分离为固体物以及离心母液水。固体物沉降到转鼓内壁由螺旋输送器输送到聚氯乙烯下料斗中。离心母液水就经溢流堰板液位调节进入到母液水集水斗排放到母液池。这主要是螺旋输送器以及转鼓之间的相对运动由差速器实现。离心机的结构主要有:转鼓、螺旋输送器、油润滑系统、机罩、扭矩系统、差速器等构成。
2 离心机机器设备的特点
(1)转鼓和螺旋输送器等和介质油接触部分都使用整体高速离心铸造技术,在经过固溶化热处理之后,材料都使用双相不锈钢材质,这样机械的强度可以达到3200G,其材质均匀,强度高,另外耐磨耐腐蚀性强。
(2)转鼓椎体的部分使用二段式锥角的设计,这样可以有效减少聚氯乙烯固体物的含水量。
(3)整个螺旋输送器使用3螺纹高刚性一体式设计,其可以有效降低差速器的荷载,可以延长差速器的使用时间。高刚性的螺旋输送器,断面系数基本上是机器的48倍,螺旋叶片断面系数是一般叶片的21倍。
(4)经过有关研究,聚氯乙烯离心力是在1000-2000G的范围中,其含水量变化比较大,达到2000G以上的时候,含水量基本上没有变化,巴工业离心机基本上使用2100G运转。
(5)离心机使用360°出料技术,不需要刮刀,就可以有效避免产生塑化膜,转鼓的长度和直径比会超过2.54,然后使物料沉降的时间延长,另外离心力使分离的更彻底。
(6)差速器转速差在51r,适合聚氯乙烯浆料的处理,保证物料有足够的脱水时间。
(7)主轴承使用强制润滑。
(8)主电动机配备液力联轴器,这样离心机启动更快,运行比较稳定。
(9)动力消耗少,只需要一个110kW电动机和2个0.4kW润滑系统电动机。
(10)适应性非常强,操作简单且维修方便。
3 离心机在聚氯乙烯树脂生产中的应用
离心机在很多领域都已经广泛使用,在19世纪的时候,离心机在工业生产中就已经得到应用。首先,离心机先用于牛奶分离、制糖厂结晶砂糖脱水等。现在离心机已经在化工行业、石油行业、冶金等领域得到广泛应用。离心机的转动方式正经从手摇式到电动式、机械变速、油压气压为动力的机械变速到现在的变频电机变速。
离心机在聚氯乙烯树脂生产中的使用,在处理聚氯乙烯的时候,离心机的处理能力可以达到15-18t/h,其分离之后的清液中固体的含量会小于100*10-6,在分离之后的渣含液量小于23%。处理聚氯乙烯、聚丙烯、精对苯二甲酸类物料的时候,因为其介质属于易燃易爆的烷类有机物,所以应该使用惰性气体进行保护的隔爆型离心机,促使现场和离心机内部的氧气含量控制在易燃易爆的范围外,防止因为设备以及操作出现意外造成的事故出现。经过离心机分离之后的固相可以经过有轴螺旋输送器送入气流式干燥塔或者是沸腾床进行干燥处理。
4 离心机保护停车事项以及处理方法
4.1 主轴承回油温度高保护停车
离心机中主轴承回油温度大于75℃之后,就会自动保护停车。其处理的办法是确定油站温度在36-40℃,更换油站的油,观察有没有铜屑、残留物质、脏东西,一旦有铜屑或者是残留物质,就必须及时更换主轴承。
4.2 扭矩臂跳车
使用浆料泵将物料输送进离心机中,混料槽内浆料和后续浆料混料的时间不协调,导致浆料含固量不均衡,然后流量不均衡,等到满负荷的情况时,浆料含固量或者是流量会瞬间增大,在几秒钟之中,转筒中被固体物料填满,然后继续填充,但是螺旋输送器不能及时把固体物料排放。造成螺旋输送器和转筒间扭矩阻力不断增大,在控制室显示扭矩鸣警,一旦不及时调整流量的时候,扭矩保护限位开关自动跳开,导致螺旋输送机和转筒保持同样的速度运行,这个时候将进料阀门锁关闭,然后离心机停车。其处理的方法是:尽量调整混料槽液位和后续料在时间上还有一定的差距,使用混料槽下限液位小于百分之三十的控制点。和后续料时间自动调节离心机进料量结合在一起,均衡混料槽的进出料状况,完善泵的进、出口径,尽量减少弯头的出现,确保物料在管线输送期间畅通无阻,保证物料的均衡。
4.3 油压低的情况下保护停车
等到油压小于0.04MPa,会限制开关动作以及停车。其处理的方法就是:需要油压和流量比例成正比,需要和油温成反比,所以必须控制好油温36-40℃,流量1.8-2.5L/h就能保证油压在0.14MPa之上。
5 离心机日常维护保养
(1)应该每个月检查齿轮箱的油位(如果油塞在上方时,在不足的情况下及时补充)。保证每三个月更换油但是开始的时候应该500小时必须更换油,其油品选用美孚齿轮油SHC630。
(2)每隔三个月更换输送器油脂,注意应该把旧的油脂全部更换下来,这个时候使用合适的产品,比如壳牌爱万利EP2。按照离心机运转情况和差速器拆检情况,会发现离心机差速器内部齿轮上沉积褐色的油渍,但是这是不容易清理的。充分分析原因是因为离心机差速器运转温度比较高,其润滑油碳化形成很难清理的油渍,所以车间把换油的时间从每隔三个月缩短到两个月,保证机器长时间稳定运转。
(3)机器设备每年更换油站润滑油,其润滑油可选用壳牌德力士46。
(4)每隔三个月检查一下皮带的松紧程度。
(5)所有型号的离心机中修周期在两年左右,四至六年需要大修一次。其中修内容就是更换螺旋输送器轴承和密封零件、需要更换差速器轴承和密封件、更换传动皮带、检查清理转筒的内壁。但是大修的时候应该检查机械设备中每个零件磨损的状况,但是对于磨损部位还是需要等离子喷涂或者是特种焊接,再次加工修理,螺旋输送器和转筒做动平衡试验,需要校正拉杆同轴度,需要更换主轴承,需要将螺旋输送器轴承和密封零件进行更换。
(6)每个月都打开机壳上的观察窗口,查看有没有出现积料。
(7)工作人员每天打扫、清理仪器设备以及附属设备。
(8)工作人员每天记录电流值。
(9)工作人员每天检查和记录润滑油系统仪表的数据。
(10)机器设备在运转半年之后必须更换一次液力联轴器润滑油。
(11)机器设备在长时间停止使用以后,必须每隔三个月对润滑油系统以及主机进行一次试运行,基本上运行的时间在十分钟左右。
6 离心机在聚氯乙烯树脂生产中出现的问题以及处理对策
6.1 离心机油站进水,润滑油乳化的情况
油站换热器出现内漏的情况,冷却液会进入油站,其主要表现是油站内部液位上涨,所以故障概率比较低。其解决的方法是:拆卸换热器检修或者是更换换热器。
离心机内部热气主要是在主轴承的地方向外泄漏,因为主轴承是迷宫式封闭,热气经过迷宫密封进入轴承的内部,会冷凝成水,导致润滑油乳化的情况出现。其解决的方法是:检查离心机的排气管,促使离心机内部的热气可以及时排出;将机罩的密封条更换。
6.2 扭矩臂抖动的情况
在离心机满负荷的情况下,因为浆料含固量不均衡,其流量也不均匀,导致螺旋输送器在送料的时候出现波动,导致扭矩臂工作的时候经常出现抖动的现象。其处理的方法就是:尽量较大限度调整浆料的含固量,有效控制流量的平衡,然后可以很好地吸收较小的抖动;除此之外,应该从减少螺旋输送器的波动角度,有效调整螺旋输送器的轴向拉紧的程度,保证其和转筒端面的间隙确保在标准范围中,靠着一套碟簧张紧,然后减少应含固量,其流量等原因导致螺旋输送器出现波动。
还有离心机转筒锥段偏磨损的严重,导致扭矩臂经常出现抖动的现象,还会伴随较大的响声。其处理的方法是:将转筒锥段更换,大修离心机。
7 离心机未来的发展
当前阶段,我国的离心分离行业还处于发展阶段,其总体水平经过很长时间的研究得到明显的提升。伴随着国内基础工业的发展,社会各界人士对环保、能源还有仪器设备品质的认识和重视,国外 技术交流以及合作的吸收,都促进了我国离心机分离技术的快速发展。并且我国的卧螺离心机已经构成科研、制造、设计的体制。在分离领域还会有一些学术组织,对其进行基础理论和应用方面的分析,获取了较好的成果。
我国卧螺式离心机发展的方向有:
(1)离心机向高速方向发展,主要是为了不断提升对工艺的要求,所以未来离心机的一个主要研究方向就是高速离心机。
(2)离心机向着大型化方向发展,离心机高参数、大容量化,属于国内外离心机追求的一个重要目标。
(3)离心机的理论研究会更加深入,还包含着离心机的参数选择一级优化设计系统。
(4)在离心机行业不断使用新型材料。
(5)离心机技术的参数不断提升,不断研究新机型。
(6)各种组合机以及专用新型机被开发出来。
(7)强化动态监测以及自动化,因为部分 的自控手段已经不断被使用,能够全面监测离心机的各项参数,经过传感器把收集到的信息输入到计算机中进行处理,及时了解参数的变化,并且采取相应的处理措施。
8 技术改造
例如在使用TRH084离心机的时候,该设备处理的能力是15t/h,并且负载的能力较强,在处理聚氯乙烯材料的时候,会出现磨损螺旋输送器叶片和转鼓脱水部,然后螺旋输送器推料的阻力就会变强,会导致螺旋输送器自身振动以及微量扭曲变形导致的振动,这样的振动会经过花键轴传动到差速器,主要表现在扭矩震颤,导致差速器使用的时间较少。但是差速器作为离心机的主要零件,主要的作用就是使螺旋输送器和转鼓出现速度差,其转速差在51r左右,保证物料在脱水之后可以顺利进入到离心机下料斗中。
主要是满足增加生产需求,还有延长离心机的主体零件差速器使用的时间,在改造离心机技术的时候,在螺旋输送器的花键轴段加上NCS没有振动设备,经过查询有关的技术资料信息,借助图纸检查每个零件,认真观察仔细研究离心机的主要结构和工作的机制,保证对离心机的改造顺利进行。在改造后安装这个系统后离心机可以提升百分之十五之上的物料处理水平,这样就能确保离心机可以长时间高效稳定的进行,可以增加差速器使用的时间。如果在日后还有新的改造项目,就可以直接使用含有NCS减震装备的离心机机型。
离心机结构的改变:首先是溢流堰的改变,因为离心机的母液溢流可以直接控制转鼓中的液池深度、母液的含固量以及物料的含湿量。母液排出溢流堰从原来的3/8调整到11/8,脱水区长度会减少,促使离心机下料含水量从原来的18.8%-20%转变到22%-23%,可以提升离心机的平稳运行。其次是离心机加料管的处理,加料管在螺旋输送器中一直处于悬臂状态下,因为物料的浓度会变大、进料不均衡、压力波动大等因素,导致进料管出现变形的情况,会产生局部摩擦振动,这样经过处理解除摩擦振动。
9 结语
综上所述,离心机属于企业主要的生产设置之一,如果想让其机械设备长时间稳定工作,首先需要工作人员有专业的能力以及精心工作,树立操作人员是设备 负责人的理念,提升工作人员主人翁的意识,消除误操作对设备的损坏;其次就是坚决根据维修保养流程进行定期维修保养。只有做好维护保养工作才可以及时发现问题、处理问题,提前做好计划检修,防止突发故障出现。