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。但是聚酯裝置開車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程中所引起的工作空間容積變化來輸送液體的，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)為可能造成此類現(xiàn)象的原因有以下幾個(gè)方面。
2.1 熔體泵負(fù)荷過高
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$0=CDEF，而其設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速僅為$(-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)潤滑部位進(jìn)行潤滑的同時(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)過漿料過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程中都經(jīng)過嚴(yán)格的過濾，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)更換下來的聯(lián)軸節(jié)進(jìn)行了徹底的解體檢查，沒有發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問題。
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，防止軸封漏量過大或沒有漏量，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)，在加料過程中增加過濾環(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)荷過快等。