臥式螺旋沉降離心機(jī)在PVC生產(chǎn)中的使用經(jīng)驗(yàn)
行業(yè)動(dòng)態(tài)
工業(yè)用離心機(jī)按結(jié)構(gòu)和分離要求，可分為過(guò)濾離心機(jī)、沉降離心機(jī)和分離機(jī)3類(lèi)。
用懸浮法工藝生產(chǎn)的PVC漿料含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為30%，一般采用臥式螺旋沉降離心機(jī)脫水，得到含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%～25%的濕固體物料。中鹽吉蘭泰氯堿化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)吉蘭泰公司）在PVC漿料脫水工藝中使用的是日本巴工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的TRH084型臥式螺旋沉降離心機(jī)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為15t/h，濾餅含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（22±3）%。
一、臥式螺旋沉降離心機(jī)工作原理
離心沉降是利用懸浮液（或乳濁液）中密度不同的各組分在離心力場(chǎng)中迅速沉降分層的原理，實(shí)現(xiàn)液-固（或液-液）分離。臥式螺旋沉降離心機(jī)是利用離心沉降原理分離懸浮液的設(shè)備。其轉(zhuǎn)鼓由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶拖動(dòng)，達(dá)到預(yù)定的工作轉(zhuǎn)速。懸浮液由進(jìn)料管導(dǎo)入螺旋體內(nèi)腔，經(jīng)周向分配口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓沉降區(qū)域，轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)懸浮液一同旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，固相質(zhì)點(diǎn)的沉降力達(dá)到其重力的千余倍，從而加大了固相與液相之間的密度差，加速固液分離。密度大的固相物質(zhì)沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁外環(huán)，密度小的液相分布在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁內(nèi)環(huán)。由差速器產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差傳給螺旋推料器，使沉積在轉(zhuǎn)鼓上的固相物被強(qiáng)制推移至轉(zhuǎn)鼓錐段干燥區(qū)，進(jìn)一步脫液后排出轉(zhuǎn)鼓，而澄清的液相隨著懸浮液的繼續(xù)加入而經(jīng)溢流口排出。
二、離心機(jī)啟停注意事項(xiàng)
在離心機(jī)啟停的過(guò)程中，應(yīng)“緩”“穩(wěn)”，主要觀察電流、扭矩及振動(dòng)值的變化。
在離心機(jī)啟動(dòng)前，觀察并調(diào)整好PLAN54型液壓油站潤(rùn)滑油流量、壓力及進(jìn)料管清洗水流量。通過(guò)調(diào)整控制閥，使供油量達(dá)到12L/min，供油壓力達(dá)到1.0MPa，清洗水流量達(dá)到700L/h左右。待上述條件穩(wěn)定后啟動(dòng)離心機(jī)，緩慢打開(kāi)進(jìn)料閥。此時(shí)注意電流值及進(jìn)料量，避免因漿料濃度大幅上升造成扭矩控制動(dòng)作。
運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，機(jī)組的振動(dòng)（主軸承位）正常值為35μm左右（≤80μm），如果振動(dòng)值超過(guò)50μm，首先檢查電動(dòng)機(jī)、皮帶及皮帶輪等傳動(dòng)部件，其次考慮軸承磨損故障。這是因?yàn)樵摍C(jī)組有供油壓力、扭矩值聯(lián)鎖保護(hù)，在正常使用情況下，機(jī)組軸承一般不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，容易出現(xiàn)和被忽視的問(wèn)題往往是皮帶漲緊度、皮帶輪動(dòng)平衡等遭到了破壞。
離心機(jī)停機(jī)前先關(guān)閉進(jìn)料閥，再打開(kāi)轉(zhuǎn)筒內(nèi)部沖洗水閥，流量為20～30m3/h，約5min后停止沖洗。為了防止停機(jī)過(guò)程中產(chǎn)生共振，電動(dòng)機(jī)關(guān)停后還須從供料管供洗滌水直至停止。另外，鑒于其旋轉(zhuǎn)慣性大，不能制動(dòng)，須自然停止。
三、運(yùn)行中的監(jiān)測(cè)和記錄
離心機(jī)進(jìn)料趨于穩(wěn)定后，受提升載荷的影響，軸承溫度上升較快，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際調(diào)整供油壓力和流量，盡量使之穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)。夏季環(huán)境溫度偏高，循環(huán)水溫度隨之升高，觀察循環(huán)水作為冷媒冷卻液壓油的工況，根據(jù)液壓油流量因油溫升高而降低的情況，及時(shí)調(diào)整供油壓力和流量，保證機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
記錄分為現(xiàn)場(chǎng)巡檢記錄和中控操作記錄兩部分。
巡檢記錄內(nèi)容至少包括液壓油供油流量、供油壓力、回油溫度、油泵壓力、差速器溫度、軸承座位置振動(dòng)值（水平、垂直兩方向）、進(jìn)料管沖洗水流量及是否存在異響和漏油情況，檢查并記錄。
中控操作記錄內(nèi)容至少包括電流、扭矩。
由于吉蘭泰公司離心機(jī)下部輸送器（即濾餅破碎機(jī)）采用的是鏈條傳動(dòng)帶動(dòng)鉸刀旋轉(zhuǎn)打碎料餅的方式，存在鏈條脫落的可能性。如果料餅不能及時(shí)輸送，很容易使料斗積料，造成離心機(jī)跳停事故。所以日常巡檢對(duì)濾餅破碎機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的檢查也尤為重要，這也是容易被忽視的內(nèi)容。
四、離心機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)
日常的離心機(jī)維護(hù)保養(yǎng)主要指潤(rùn)滑油脂的更換及皮帶的檢查和更換。
4.1 潤(rùn)滑
（1）差速器。
在正常情況下，每3個(gè)月更換1次潤(rùn)滑油（大修后是500h）。換油時(shí)，筒壁油塞朝上，打開(kāi)側(cè)面上位油塞，使該油塞孔處于上位，從筒壁油塞孔加注新啟封的潤(rùn)滑油（建議使用20L小桶裝），加至從側(cè)面上位油塞孔能看見(jiàn)潤(rùn)滑油即可，不宜過(guò)多，尤其在炎熱的夏季，以避免溫升后差速器腔室壓力過(guò)大，造成油封漏油或蹦出事故。
非正常情況主要指差速器行星齒輪油封漏油的情況，這一般是由齒輪軸被磨出凹槽或者油封老化導(dǎo)致的。采用每7天左右檢查油位的方法可以保證離心機(jī)繼續(xù)使用，雖然屬帶病運(yùn)行，但不會(huì)影響正常使用。為了保護(hù)離心機(jī)，啟動(dòng)方式采用變頻啟動(dòng)。該啟動(dòng)方式致使離心機(jī)啟停時(shí)間較長(zhǎng)，一般情況下，生產(chǎn)車(chē)間不會(huì)隨便同意離心機(jī)啟停，出現(xiàn)行星齒輪軸封漏油后，安排同其他檢修項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行。吉蘭泰公司檢查油位時(shí)，均是與更換風(fēng)機(jī)進(jìn)口濾棉一同進(jìn)行。檢查方法為側(cè)面上位油塞在高位時(shí)打開(kāi)側(cè)面上位油塞，查看油位，并及時(shí)補(bǔ)充。
（2）螺旋軸承。
每3個(gè)月更換油脂1次，要把油脂全部更換。在更換時(shí)觀察頂出油脂的顏色，頂出油脂全為新鮮油脂時(shí)為合格。鑒于加注油脂的過(guò)程因量大而耗時(shí)，建議利用氣動(dòng)或電動(dòng)注油機(jī)加注，加完油后上緊油塞，不可遺忘。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)后要勤觀察是否有甩油情況，如出現(xiàn)甩油情況，要及時(shí)協(xié)調(diào)處理。
（3）電動(dòng)機(jī)。
每6個(gè)月加注油脂1次，把舊油頂出即可。
（4）潤(rùn)滑裝置。
潤(rùn)滑裝置即PLAN54型液壓油站，包括輸油管路。每6個(gè)月更換潤(rùn)滑油1次，更換油過(guò)濾器，清洗空氣過(guò)濾器，檢查輸油管路老化情況。如果出現(xiàn)表皮褶皺、裂紋和明顯露絲情況，需要及時(shí)更換。
4.2 皮帶
日常檢查皮帶的漲緊情況，松弛后結(jié)合其他檢修項(xiàng)目一并處理。每半年進(jìn)行一次皮帶完好度的檢查，如發(fā)現(xiàn)存在開(kāi)線(xiàn)、開(kāi)裂情況，須及時(shí)更換。安裝皮帶時(shí)注意事項(xiàng)為：利用彈簧秤將變量設(shè)定為30mm，新皮帶負(fù)重為80～90N。
五、常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施
（1）差速器漏油。
差速器漏油問(wèn)題常見(jiàn)于行星齒輪油封，一種原因是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，軸面磨出凹槽，解決方案是更換新油封，同時(shí)加調(diào)整墊調(diào)整密封線(xiàn)的位置。建議調(diào)整墊厚度為1mm，表面粗糙度為0.2～0.4mm即可。另一種原因是軸封老化、開(kāi)裂，該問(wèn)題主要出現(xiàn)在差速器大修后長(zhǎng)時(shí)間放置，經(jīng)安裝上線(xiàn)短期內(nèi)（一般是2～6個(gè)月期間）就會(huì)出現(xiàn)泄漏，而且泄漏情況較重，不過(guò)此種情況下齒輪軸通常不會(huì)損傷，及時(shí)更換軸封即能解決問(wèn)題。
（2）螺旋軸承位漏油。
螺旋軸承位置采用迷宮環(huán)密封，油質(zhì)正常的情況下一般不會(huì)出現(xiàn)漏油，出現(xiàn)漏油的情況經(jīng)常是回油不暢造成的。一旦發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題，首先打開(kāi)空氣過(guò)濾罩，查看并清洗濾芯；其次檢查潤(rùn)滑油回路是否暢通，可以沿回油管路“由高到低”適當(dāng)抬高回油管高度；再次查看回油管連接布置是否合理，如果管路布置過(guò)于曲折，需要截短，盡量直連；還可以重新安裝布局潤(rùn)滑油站，將油站盡量安裝在機(jī)組側(cè)面，以縮短、暢通油站回路。
（3）液力/電磁耦合器故障。
液力耦合器屬于一種機(jī)械調(diào)速設(shè)備，液力耦合器的原理決定了其有8%～10%的速度損失。由于液力耦合器是用液壓油傳遞功率，因此速度控制不穩(wěn)定、功率因數(shù)低、調(diào)速精度差。當(dāng)液力耦合器故障時(shí)，只能停止運(yùn)行，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，基本屬于淘汰產(chǎn)品。
吉蘭泰公司第1期工程采購(gòu)的離心機(jī)是日本巴工業(yè)株式會(huì)社2006年產(chǎn)品，該產(chǎn)品當(dāng)時(shí)選用的調(diào)速設(shè)備即為電磁耦合器，由銅轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和控制器3個(gè)部分組成。一般地，銅轉(zhuǎn)子和電動(dòng)機(jī)軸連接，永磁轉(zhuǎn)子與工作機(jī)的軸連接，銅轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間有空氣間隙（稱(chēng)為氣隙），沒(méi)有傳遞扭矩的機(jī)械連接。這樣，電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間形成了軟（磁）連接，通過(guò)調(diào)節(jié)氣隙來(lái)實(shí)現(xiàn)工作機(jī)軸扭矩、轉(zhuǎn)速的變化。
吉蘭泰公司在離心機(jī)使用時(shí)突然出現(xiàn)了電磁耦合器高溫不降的問(wèn)題，判斷其原因是設(shè)備線(xiàn)圈老化，電能無(wú)法有效轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，多余的電能以熱能的方式白白浪費(fèi)掉了，而且該設(shè)備檢修難度較大。通過(guò)借鑒第2期設(shè)備（2008年產(chǎn)品）的變頻啟動(dòng)方式，并聯(lián)系變頻器生產(chǎn)廠家配合完成改造工作，2013年增加變頻設(shè)備及進(jìn)行機(jī)械方面的改造后，離心機(jī)使用至今效果良好。
六、計(jì)劃性檢修
6.1 檢修分類(lèi)和周期
離心機(jī)的計(jì)劃性檢修主要指設(shè)備大修，分為現(xiàn)場(chǎng)檢修和返廠維修。
離心機(jī)大修周期一般定為2年，可以延長(zhǎng)，若按4.1節(jié)潤(rùn)滑內(nèi)容嚴(yán)格落實(shí)，機(jī)組的大修周期可以延長(zhǎng)到3年甚至4年。
6.2 原因分析
差速器為全密閉運(yùn)轉(zhuǎn)形式，運(yùn)行溫度在80℃左右。雖經(jīng)定期例行維護(hù)、保養(yǎng)、更換油品，但油品不可避免地會(huì)老化變質(zhì)形成油泥，積聚在差速器內(nèi)部，附著在滑動(dòng)擋片、油孔等處。部分油泥在碾磨作用下炭化、結(jié)焦，堵塞油道，影響換熱效率，需要清理、疏通。
隨著長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子內(nèi)部軸承會(huì)出現(xiàn)疲勞磨損，密封件出現(xiàn)老化漏油現(xiàn)象，需要及時(shí)更換。有時(shí)太陽(yáng)齒輪軸出現(xiàn)磨損，需要噴涂修復(fù)。吉蘭泰公司使用的離心機(jī)工作介質(zhì)為PVC漿料，在螺旋、轉(zhuǎn)鼓處會(huì)出現(xiàn)積料現(xiàn)象，約3mm后的松散度較小的集結(jié)板料給離心機(jī)螺旋推進(jìn)帶來(lái)額外的阻力，并磨損螺旋，極易造成螺旋變形，需要及時(shí)清理。
6.3 檢修方式及其選擇
現(xiàn)場(chǎng)檢修方式的大修也可認(rèn)為是大保養(yǎng)，主要完成差速器和轉(zhuǎn)子內(nèi)部的軸承、O形圈、油封等配件的更換工作。而磨損部位無(wú)法得到修復(fù)，有效的方法也只是打“黏結(jié)修復(fù)法”，無(wú)法解決根本問(wèn)題，意義不大。
返廠檢修的方式才合乎設(shè)備“大修”的意思，返廠檢修可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)“大保養(yǎng)”及設(shè)備尺寸修復(fù)。返廠檢修內(nèi)容包括：設(shè)備全面拆解，對(duì)部件逐一進(jìn)行清洗檢查；對(duì)設(shè)備齒輪進(jìn)行探傷檢測(cè)；對(duì)設(shè)備相關(guān)部件進(jìn)行精度檢測(cè)及精度修復(fù)；對(duì)設(shè)備相關(guān)部件做動(dòng)平衡；全面更換基礎(chǔ)維保（大保養(yǎng)）所涵蓋的所有備件。
本著徹底解決設(shè)備問(wèn)題的目的，建議采用返廠維修的檢修方式來(lái)完成離心機(jī)的大修工作。
6.4 檢修注意事項(xiàng)
（1）專(zhuān)用工具。包括扭矩扳手、三吊鉤吊環(huán)、F勾頭扳手、齒輪箱起吊架、英制內(nèi)六角扳手、啟銷(xiāo)器和押出螺栓等。
（2）分解嵌合部分時(shí)，用押出螺絲、拆卸器等均勻地拔出，切勿敲打分解。
（3）分解后的零件，放置于干凈、鋪有軟物的地方，防止意外損壞。
（4）由于旋轉(zhuǎn)部件已經(jīng)過(guò)精密的平衡調(diào)整，所以務(wù)必對(duì)準(zhǔn)V字記號(hào)后再裝配。
（5）熱套軸承、連接短軸須用軸承加熱器或油浴加熱到一定的溫度后再裝配。軸承用軸承加熱器加熱，溫度一般設(shè)定為95℃左右。連接短接用油浴加熱，溫度一般為180℃左右。
（6）記錄好檢修、返修設(shè)備的檢修臺(tái)賬，尤其記錄好設(shè)備編號(hào)、檢修時(shí)間及內(nèi)容。
七、國(guó)產(chǎn)化之路
根據(jù)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)機(jī)械工業(yè)的技術(shù)水平與世界發(fā)達(dá)地區(qū)的技術(shù)水平之間存在著一定差距這一因素考慮，吉蘭泰公司決定研究主要從仿制出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)在的機(jī)械行業(yè)的工業(yè)水平，對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立自己的設(shè)備數(shù)據(jù)系統(tǒng)，比較科學(xué)合理。
經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員的刻苦鉆研，LW600型螺旋離心機(jī)已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)之路。離心機(jī)核心部件——齒輪箱（差速器）也完成了國(guó)產(chǎn)化研究并投產(chǎn)。
借鑒離心機(jī)國(guó)產(chǎn)化的成功案例，吉蘭泰公司在2011年同國(guó)內(nèi)某離心機(jī)制造單位合作選用了一臺(tái)齒輪箱（差速器），效果良好，使用2年時(shí)間未發(fā)生故障。另外，還和這家單位完成了其中一臺(tái)進(jìn)口離心機(jī)的2年大保養(yǎng)的所有內(nèi)容，投入使用已有2年時(shí)間，運(yùn)行狀況良好。2017年又同這家單位完成2臺(tái)轉(zhuǎn)子總成（含差速器）返廠檢修工作，2臺(tái)離心機(jī)分別于2017年9月、10月上線(xiàn)投入使用，檢測(cè)數(shù)據(jù)良好，產(chǎn)能滿(mǎn)足要求，設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)均為良。
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