熔體泵聯(lián)軸節(jié)脫扣原因及對(duì)策
時(shí)間：2020-11-05 16:39:46返回列表
熔體泵是終聚反應(yīng)釜的出料泵，是聚酯裝置向下游短纖維和長(zhǎng)絲裝置輸送熔體的動(dòng)力設(shè)備，是聚酯裝置關(guān)鍵設(shè)備之一。但是聚酯裝置開(kāi)車(chē)10個(gè)月以后，連續(xù)出現(xiàn)多次熔體泵聯(lián)軸節(jié)脫扣現(xiàn)象，引起本裝置產(chǎn)品質(zhì)量的大幅波動(dòng)，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文對(duì)影響熔體泵聯(lián)軸節(jié)脫扣的因素進(jìn)行了全面分析，并提出了相應(yīng)的解決措施。
1 熔體泵的工作原理
齒輪泵是依靠齒輪在相互嚙合過(guò)程中所引起的工作空間容積變化來(lái)輸送液體的，工作空間由泵體、側(cè)蓋和齒輪的各齒間槽構(gòu)成，嚙合部分的齒如圖1中的ABC，它們把空間分為吸入腔和排出腔。當(dāng)一對(duì)齒輪按一定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，位于吸入腔的齒?逐漸退出嚙合，使吸入腔容積逐漸增大，壓力降低，液體沿吸入管進(jìn)入吸入腔，直至充滿(mǎn)齒間，隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，液體被帶到排出腔強(qiáng)行送到泵的出口進(jìn)入管道。入口壓力：8~15kPa;電機(jī)轉(zhuǎn)速：145~1450r/min;出口壓力：17MPa;;電機(jī)功率：170kW;操作溫度：292℃;設(shè)計(jì)流量：12.6t/h。
2 熔體泵聯(lián)軸節(jié)脫扣的原因
通過(guò)對(duì)熔體泵多次聯(lián)軸節(jié)脫扣的實(shí)際情況進(jìn)行分析，我們認(rèn)為可能造成此類(lèi)現(xiàn)象的原因有以下幾個(gè)方面。
2.1 熔體泵負(fù)荷過(guò)高
到目前為止，所有的熔體泵聯(lián)軸節(jié)脫扣現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，熔體泵的負(fù)荷均在設(shè)計(jì)負(fù)荷的!!#K以上。同時(shí)，與杜邦工藝其他聚酯裝置相比較，設(shè)計(jì)中只有我廠是將熔體冷卻器布置在熔體泵后，其他廠家的熔體冷卻器均設(shè)置在紡絲增壓泵后。因此造成熔體泵出口壓力上升約*GB<，增大了熔體泵的負(fù)荷及扭矩。此時(shí)熔體泵轉(zhuǎn)速超過(guò)$0=CDEF，而其設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速僅為$(-0=CDEF。熔體泵以及聯(lián)軸節(jié)長(zhǎng)期工作在臨界狀態(tài)下，一旦有負(fù)荷波動(dòng)或是異物卡阻，瞬時(shí)的扭矩突增將使聯(lián)軸節(jié)較容易脫扣。
2.2 熔體在軸封處凝固
該熔體泵密封采用反螺旋密封+填料密封的組合結(jié)構(gòu)，并用冷卻水對(duì)軸封進(jìn)行冷卻，它采用熔體自潤(rùn)滑，在熔體泵的出口引熔體至密封處并返回泵的入口側(cè)，這樣在對(duì)潤(rùn)滑部位進(jìn)行潤(rùn)滑的同時(shí)，還保證軸封部具有一定的壓力，防止外部空氣進(jìn)入真空反應(yīng)系統(tǒng)。在實(shí)際操作中，該泵要求軸封處必須保持微漏狀態(tài)。這樣既可避免因軸封處熔體凝結(jié)造成的摩擦增大，扭矩升高，也避免了大量熔體外泄造成的安全隱患以及熔體泵效率的下降，實(shí)際負(fù)荷的上升。
實(shí)際操作中，由于軸封泄漏量是由冷卻水手閥控制的，有可能因冷卻水溫度、壓力及流量的變化造成軸封處熔體被完全冷卻凝固，造成泵轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩增大，使聯(lián)軸節(jié)脫扣。
2.3 泵體內(nèi)異物卡阻
2.3.1 氣相管線內(nèi)壁凝結(jié)物
由機(jī)械探針刮落的氣相管線另側(cè)的塊狀物料可以推斷，在氣相管線的終聚釜側(cè)也有可能產(chǎn)生同樣的塊狀高黏物料或是因有冷點(diǎn)產(chǎn)生的硬塊。當(dāng)這些物料進(jìn)入熔體泵時(shí)，將在泵內(nèi)形成較大阻力，使聯(lián)軸節(jié)脫扣。
2.3.2 終聚釜機(jī)械密封內(nèi)漏形成硬塊
終聚釜采用雙端面機(jī)械密封，使用新鮮EG進(jìn)行沖洗和密封。目前發(fā)現(xiàn)該機(jī)封有外漏現(xiàn)象。假如該密封同時(shí)存在內(nèi)漏，則有可能產(chǎn)生局部冷點(diǎn)，形成硬塊物料。當(dāng)硬塊進(jìn)入泵體時(shí)，同樣會(huì)造成聯(lián)軸節(jié)的脫扣。
2.3.3 進(jìn)入系統(tǒng)的硬粒
進(jìn)入終聚釜的物料可以分為%部分，一部分為主物料，即漿料通過(guò)酯化系統(tǒng)和預(yù)縮聚系統(tǒng)進(jìn)入終聚釜。這部分物料經(jīng)過(guò)漿料過(guò)濾器和齊聚物齒輪泵后，很難有雜質(zhì)顆粒進(jìn)入的可能。另一部分為添加劑。在4種添加劑中，二氧化鈦和催化劑在配置過(guò)程中都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的過(guò)濾，注入系統(tǒng)為封閉系統(tǒng)，不會(huì)將雜質(zhì)帶入系統(tǒng)。而DEG的添加和注入容器均為常壓敞口容器，異物有進(jìn)入系統(tǒng)的可能。從而有可能造成泵內(nèi)齒輪卡阻以至聯(lián)軸節(jié)脫扣。
2.4 負(fù)荷大幅波動(dòng)
在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)像下游增壓泵跳停等負(fù)荷大幅波動(dòng)的事故狀態(tài)，此時(shí)熔體泵會(huì)在自動(dòng)控制狀態(tài)下迅速大幅下調(diào)轉(zhuǎn)速，而當(dāng)增壓泵迅速恢復(fù)時(shí)，熔體泵又會(huì)快速提高轉(zhuǎn)速，在這個(gè)過(guò)程中，熔體泵扭矩大幅波動(dòng)，極易造成聯(lián)軸節(jié)脫扣。在已發(fā)生的事故中就存在這種情況。
2.5 聯(lián)軸節(jié)本身質(zhì)量缺陷
為了驗(yàn)證聯(lián)軸節(jié)的自身質(zhì)量，我們對(duì)更換下來(lái)的聯(lián)軸節(jié)進(jìn)行了徹底的解體檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題。
3 防范措施
為了保證熔體泵正常運(yùn)行，避免聯(lián)軸節(jié)脫扣事故的再次發(fā)生，我們通過(guò)對(duì)情況的認(rèn)真分析和研究，制定了以下防范措施。
3.1 穩(wěn)定熔體泵的工況
熔體泵扭矩計(jì)算公式：
其中：M為輸入扭矩(工作扭矩)，Nm;△P為泵出入口壓差，MPa;ηn為熔體泵的機(jī)械效率;q為泵的排量，即齒輪泵每轉(zhuǎn)排出的熔體質(zhì)量。
我們可以看出，當(dāng)熔體泵機(jī)械效率保持不變時(shí)，熔體泵工作扭矩與泵出入口壓差成正比。適當(dāng)降低熔體泵出口壓力有助于降低熔體泵的扭矩。因此，我們提高了后路熔體過(guò)濾器的切換標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)適當(dāng)降低熔體管線壓力，使熔體泵出口壓力降至16.8MPa以下，從而使熔體泵轉(zhuǎn)速和扭矩有所降低，遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)。
3.2 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢查
熔體泵聯(lián)軸節(jié)發(fā)生脫扣現(xiàn)象后，我們立即將它定為特護(hù)設(shè)備，每天定時(shí)由操作人員，管理人員和維修人員對(duì)它進(jìn)行仔細(xì)檢查和記錄，特別對(duì)軸封處認(rèn)真查看，防止軸封漏量過(guò)大或沒(méi)有漏量，避免由此引起的聯(lián)軸節(jié)脫扣現(xiàn)象。
3.3 加強(qiáng)對(duì)添加劑配置的管理
我們對(duì)DEG的加料系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，在加料過(guò)程中增加過(guò)濾環(huán)節(jié)，加料完畢后立即用蓋板將加料口封住，防止雜質(zhì)微粒進(jìn)入系統(tǒng)。
3.4 加強(qiáng)工藝監(jiān)控
3.4.1 加強(qiáng)對(duì)溫度的監(jiān)控
通過(guò)對(duì)終聚釜或氣相管線以及熔體泵本體的溫度的監(jiān)控，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部有無(wú)加熱不均勻現(xiàn)象，從而消除并避免冷點(diǎn)的出現(xiàn)，防止產(chǎn)生的硬塊進(jìn)入泵內(nèi)造成聯(lián)軸節(jié)脫扣。
3.4.2 加強(qiáng)對(duì)黏度的監(jiān)控
我們將黏度控制指標(biāo)偏差范圍由±4縮小為±2，減小黏度的波動(dòng)，穩(wěn)定熔體泵工況，減小因粘度影響造成的扭矩波動(dòng)。
3.4.3 加強(qiáng)對(duì)冷卻水的監(jiān)控
通過(guò)加強(qiáng)對(duì)軸封冷卻水溫度和壓力的監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻水的異常變化，避免因此產(chǎn)生的對(duì)軸封冷卻效果的影響。
3.5 增大操作人員的培訓(xùn)力度
增強(qiáng)操作人員對(duì)緊急事故的處理能力，特別是在后路增壓泵跳停后的反應(yīng)速度和處理方式，將會(huì)大大減少因此而造成的熔體泵聯(lián)軸節(jié)脫落現(xiàn)象。同時(shí)通過(guò)培訓(xùn)，糾正了部分人員在操作手法上的不足，大程度地降低人為失誤，如升降負(fù)荷過(guò)快等。