氧化裝置臥螺離心機故障停機的原因淺析
技術(shù)支持
化纖廠氧化裝置氧化工段生產(chǎn)的TA（粗對苯二甲酸）經(jīng)加氫反應(yīng)器還原反應(yīng)生成PTA（精對苯二甲酸），經(jīng)第1結(jié)晶器、第2結(jié)晶器、第3結(jié)晶器、1級離心進料罐結(jié)晶后，由1級離心機M1-1411分離打漿后進入壓濾機分離，分離出的濾餅進入M1-1423干燥機內(nèi)進行干燥，形成濕含量≤0.2的PTA粉料進入料倉，料倉的料送包裝進行打包出庫。其中的1級臥式螺旋離心機M1-1411A/B是結(jié)晶分離的第1個關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)備，是原裝置建設(shè)時期進口的Thomas Broadbent & Sons公司生產(chǎn)的皮帶傳動差速器式低速離心機。
臥式螺旋卸料離心機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行業(yè)，具有單機處理能力強、分離質(zhì)量高、操作連續(xù)方便、占地面積小以及維護費用低等優(yōu)點，在離心機領(lǐng)域一直占有特殊的地位。臥式螺旋卸料離心機應(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、電機過載、扭矩保護動作故障停機3次之多，對PTA工藝裝置的平穩(wěn)運行造成很大的影響。就故障原因及整改措施分析如下：
1 原因
1.1 扭矩保護器故障失效
本次失效的進口扭矩保護器是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，檢查各個部位無損傷，判斷扭保在分離保護復(fù)位后，無法再次分離保護，造成設(shè)備運行中無法在高扭矩下保護分離；2季度PTA盈利水平高工藝負荷持續(xù)維持在高位，使離心機進料量不斷增加，螺旋扭矩增大，造成扭矩保護器（扭保）因過載多次起跳，10月2日再次故障停機。2次扭矩保護器解體發(fā)現(xiàn)，軸套高溫發(fā)蘭變色，在限定扭矩值未能及時起跳。扭保使其保護作用造成設(shè)備損壞。
初步分析：因周圍環(huán)境較為惡劣，粉料進入BMR扭矩保護器內(nèi)部潤滑系統(tǒng)，造成內(nèi)部潤滑脂污染失效，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)鼓之間的相對運動是由差速器來實現(xiàn)的，臥式螺旋沉降離心機就是靠與轉(zhuǎn)鼓作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出排渣口，實現(xiàn)臥螺離心機對物料的連續(xù)分離。所以說差速器是離心機的重要部件。
進口差速器內(nèi)部構(gòu)造精細，拆卸時對外界環(huán)境要求非常高，要在恒溫環(huán)境下進行，里面潤滑脂拆卸時要注意保護，特別是會裝階段、運行階段必須保證潤滑良好。差速器發(fā)生故障一般原因主要是潤滑效果不好導(dǎo)致的，嚴重的能把軸承燒壞。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，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。由于扭矩保護器失效沒有起跳，大扭矩傳遞到差速器導(dǎo)致6個螺栓瞬間被剪斷。扭矩保護器在550N.m就應(yīng)該起跳，復(fù)位后切水清洗，就應(yīng)該正常運行，但是扭保沒有起跳造成螺栓斷裂。
1.3 轉(zhuǎn)鼓進料端軸承潤滑失效
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)致物料進入軸承箱，污染內(nèi)部潤滑脂，20:30再次開車后，污染的潤滑脂尚有潤滑功能，設(shè)備運行沒有表現(xiàn)出異常。而水和物料繼續(xù)進入軸承箱。軸承運行環(huán)境持續(xù)惡化。后期內(nèi)部潤滑脂全部失效，導(dǎo)致軸承無潤滑運行，損壞卡澀。運行至5月10日2:50，扭矩保護器支架螺栓斷裂，設(shè)備跳停。10:30轉(zhuǎn)鼓解體，進料端軸承29336滾動體損壞，這是造成跳車的主要原因。
原因分析：M1-1411A離心機2020年2月5日更換轉(zhuǎn)鼓，運行時間3月。在5月8日現(xiàn)場停機后，現(xiàn)場檢測出料端間隙數(shù)據(jù)都正常，盤車正常?，F(xiàn)場設(shè)備工藝共同判斷是差速器故障，由于轉(zhuǎn)鼓評審運行周期是6個月。結(jié)合全壽命周期，中心與化纖廠共同評審不更換轉(zhuǎn)鼓。沒有識別出轉(zhuǎn)鼓支撐軸承潤滑系統(tǒng)存在的風(fēng)險并采取整改措施造成設(shè)備2次故障檢修。
2 改進措施及要求
2.1 檢修策略
氧化裝置臥式螺旋卸料離心機的關(guān)鍵部件有差速器、轉(zhuǎn)鼓、驅(qū)動電機，結(jié)晶物料與潤滑系統(tǒng)的密封采用的是多層骨架油封進行隔離，而不是現(xiàn)在通行的機械密封。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)鼓的運行周期，沒有把差速器、轉(zhuǎn)鼓支撐軸承的潤滑問題納入技術(shù)管理內(nèi)容，特別是對扭矩保護器研究不深入，盲目迷信，國產(chǎn)化工作沒有及時開展，造成采購周期長無法滿足現(xiàn)場要求；工藝負荷調(diào)整限制扭矩的計算調(diào)整無人計算，小元件故障影響設(shè)備整體運行情況。
2.2 改進措施
（1）為了避免扭保頻繁起跳對工藝生產(chǎn)造成的影響，經(jīng)評審重新調(diào)整扭矩值，由廠家提供490N.m逐步提高至510N.m，設(shè)備運行穩(wěn)定，修訂作業(yè)卡，完善檢修規(guī)程。
（2）維修對離心機差速器、轉(zhuǎn)鼓解體檢修過程中對各配合間隙檢測。
（3）每次檢修離心機必須維護、實驗扭保，利用裝置水洗機會進行測試。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，必須檢查扭保。
（4）現(xiàn)場啟動、停止操作時嚴格按照操作卡，步步確認。
（5）現(xiàn)場巡檢時重點關(guān)注軸承溫度、振動的變化及潤滑油油位、油質(zhì)的檢查確認，利用小神探、BH550收集分析對比運行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保設(shè)備工況良好。
（6）制定相應(yīng)的后期設(shè)備維護保養(yǎng)制度。利用裝置水洗機會進行檢查。
（7）工藝穩(wěn)定運行，控制好物料流量12000kg/h～22000kg/h，監(jiān)控運行中離心機電流＜91A。
（8）進行扭矩保護器國產(chǎn)化研究及定型采購，工藝負荷調(diào)整后的限定扭矩計算有定量。
3 結(jié)語
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、高負荷運行是必要的運行基礎(chǔ)。設(shè)備管理要滿足運行基礎(chǔ)要求，必須對設(shè)備參數(shù)、關(guān)鍵部件、運行問題有全面的了解及認識，特別是進口設(shè)備要實現(xiàn)其全部效能，必須研究透徹、國產(chǎn)化。
