1 前言
　　锦州石化精细化工有限公司滤渣处理装置采用C9芳烃回收磺酸盐清净剂,工艺反应原理是利用C9芳烃溶剂油良好的溶解性,把滤渣中含有的磺酸盐清净剂均匀地溶解在溶剂中,利用固、液两相比重差,通过一、二、三次离心分离的方法分离出固相;利用沸点差,通过蒸馏得到粗产品,再经过滤得到符合标准的磺酸盐产品。
　　该装置的核心设备是LW3802886NC 型卧式螺旋沉降离心机。它在生产中起着关键性的作用。其工艺流程是C9芳烃溶剂油(以下称溶剂) 从溶剂储罐经溶剂进料泵,通过计量罐计量后进入抽提釜;原料滤渣经电葫芦吊至加料平台,投入抽提釜,搅拌1h 后,经进料过滤器,由LW3802886NC 卧式螺旋沉降离心机分离出固、液两相;液相为一次清液进入一次清液罐,一次清液经泵进入二次碟片离心机,产生的二次清液进入罐,经泵进入三次碟片离心机,产生的清液进入罐,其中二、三次离心产生的渣液进入罐。三次清液经蒸馏釜进料泵进入蒸馏进料预热器预热至70 —100 ℃左右,进入蒸馏釜,釜内负压操作,气相溶剂经冷凝器冷却至40 ℃以下,进入蒸馏溶剂接收罐,由溶剂输送泵送至溶剂储罐循环使用。釜底液经釜底泵进入滤前罐,加入助滤剂搅拌升温至80 —120 ℃,经滤机进料泵进入板框压滤机,合格后进入滤后罐,经产品输送泵进入产品罐。一次离心机分离出的固相,经加料器进入盘式干燥机,气相经冷凝器冷却至40 ℃以下,进入干燥溶剂接收罐,再经溶剂输送泵进入溶剂储罐循环使用;固相经螺旋输送机排出干滤渣(硅藻土) 。其中卧式螺旋沉降离心机分离效果的好坏直接影响到磺酸盐装置磺酸盐产品的质量,因此该离心机的维护尤其重要。
2 卧式螺旋沉降离心机的技术特性
　　LW3802886NC 离心机为沉降式螺旋推料可连续操作式离心机。它具有结构紧凑、体积小、分离效率高、生产能力大、附属设备少等优点。它的转鼓直径为380mm , 转鼓长度为886mm , 额定转速为3500rpm ,工作转速为2800 —3200rpm , 差转速为18 —26rpm ,悬浮液处理能力为3 —6m3/ h ,排渣能力750kg/ h , 溢流口直径为240mm、255mm、270mm 三者可互相调换,电机功率15kW。此种离心机为全速运转、连续进料、连续分离、螺旋输送器卸料的离心机。它是由进料管、三角皮带轮、左右轴瓦、螺旋输送器、转鼓、行星差速器、溢流挡板、机壳等部件组成。它的工作原理为:在机壳内有两个装在主轴瓦上的同心回转部件,外面是无孔的转鼓,里面是具有螺旋叶片的输送器,主电动机通过三角皮带轮带动转鼓旋转,转鼓通过空心轴与行星差速器的外壳相连接,行星差速器的输出轴带动螺旋输送器与转鼓作同向旋转,但转速不同,转差速为18 —26rpm ;悬浮液从中心加料管连续送入机内,经过螺旋输送器内筒加料隔仓的进料口进到转鼓内,在离心力的作用下,转鼓内形成了一环形液池,比重大的固体颗粒因离心惯性力大被离心沉降到转鼓内表面上而形成了沉渣;比重小的液相因离心惯性力小在里层。由于螺旋叶片与转鼓的相对运动,沉渣被螺旋叶片推送到转鼓小端的干燥区,从排渣孔排出。在转鼓大端盖上设有若干溢流孔,澄清液便从此孔流出,经机壳排液室排出。通过调节溢流挡板位置可改变溢流口直径,根据生产需要,还可通过调节溢流挡板溢流口的位置、机器转速、转鼓与螺旋输送器的转速差或进料速度,来控制沉渣湿含量和澄清液的含固量。
　　该机结构具有如下的特点:
(1) 转鼓为筒锥组合形,圆锥形有利于固相脱水,圆筒形有利于液相澄清,转鼓筒体锥形部分沿母线方向塞焊若干筋条,一是使沉渣在转鼓表面形成密实的保护层,减少磨损;二是防止沉渣在转鼓壁上打滑,有利于螺旋输送。转鼓筒体外表面上有环状的凸缘,与机壳内相应的隔板配合,形成迷宫密封,以防止澄清液渗入排渣室。
(2) 螺旋输送器是该机的主要部件。它的结构、材料及参数直接关系到离心机的分离效果、生产能力及使用寿命。它是由螺旋叶片、内筒和进料室组成。其主要作用是推送沉渣,但在沉降区和干燥区又有所不同,在沉降区,悬浮液中的固体颗粒逐渐向转鼓壁沉降成沉渣层,由于与转鼓转差速较低,所以在螺旋移动沉渣时不致于剧烈地将沉渣搅起,造成已分离的沉渣与澄清液的再混合。在干燥区,螺旋不仅连续移动沉渣,而且为沉渣和水分的充分分离创造了有利的条件。螺旋叶片是直接与沉渣接触、输送沉渣的部件。该机螺旋叶片为连续整体双头螺旋叶片,并且垂直于转鼓轴线。该机用80mm 等螺距螺旋。由于螺旋叶片直接与沉渣接触,沉渣与叶片间有相对的运动,所以叶片经常磨损,磨损后输送沉渣能力明显下降,沉渣的湿含量增加,达不到生产要求。所以要求叶片材料具有高度的耐磨性。
(3) 变速器也是该机的主要部件。为实现转鼓与螺旋输送器之间保持一定差转速的同向旋转,必须有变速器。
(4) 溢流挡板。它可以调节溢流口直径的大小,溢流口直径越大出渣越干,但是出液含杂增多,溢流口直径越小,出渣越湿,但出液含杂减少。这就可以根据生产的需要做出的选择。
(5) 无级变速器。可通过控制电机转速来控制转鼓转速。
该离心机主要是分离悬浮液。它的分离能力的大小、分离效果的好坏,与分离因数有直接关系。分离因数即离心加速度与重力加速度的比值,也可以说成是离心惯性力与其重力的比值。转鼓内物料所受的离心惯性力的大小与物料位置即半径有关,也与转速有关。物料受离心惯性力越大,分离因数越大,分离效果就越好。要提高分离能力,提高转速或增加半径都可以达到目的,在转鼓材料的强度和密度允许的情况下,提高转速比增加半径更有效。
3 实际生产中的主要故障及处理的措施
　　离心机的原理、结构、性能及特点对维护离心机起着重要的作用。该机通常出现的故障主要是机身剧烈地振动和分离效果不好。在生产中出现的故障及处理办法如下:
3.1 转鼓
　　材质为1Cr18Ni9Ti 。1998 年初检查发现小端出渣口处已磨漏,造成了机身剧烈振动。造成这一现象的主要原因是转鼓出渣口处与渣接触部分材质不耐磨。将出渣口处与物料接触部分镶上硬质合金刀头,然后作动平衡。这样一是解决了耐磨问题,二是防止了转鼓堵料问题。
3.2 螺旋输送器
　　材质为1Cr18Ni9Ti 。生产中发现该机出渣湿含量较大。经开盖检查发现,螺旋输送器叶片磨损严重,锥体部分大端直径由原来的Φ377mm 降到了Φ358mm ,小端直径由原来的Φ217mm 降到了Φ190mm。从小端起,至第五片叶片磨损较为严重,直径下降均在20mm 以上。由于磨损较严重,没有修复价值,所以更换了整套螺旋叶片。
　　为了解决此不锈钢叶片耐磨问题,一种方案是通过喷涂硬质合金,如钴铬、钴镍、碳化钨等。本地加工与修复均比较困难,需返回厂家进行,从经济上讲不合算;第二种方案是做一种瓦形的耐磨片,然后将此耐磨片焊接到不锈钢叶片上,但是焊接比较困难;第三种方案是在叶片上镶硬质合金刀头;第四种方案是换成碳钢材质的螺旋输送器。这四种方案存在着一个共同的缺点,就是安全不保证。因为机内介质为C9芳烃,用碳钢和合金钢在运转时可能由于摩擦产生火花,甚至发生闪爆。为了解决这一难题,生产时用氮气保护方案取得了成功,实际采用的是第三、第四种方案。具体的做法为:
(1) 在螺旋叶片的边缘铣一个10mm 宽的小键槽,然后将10mm 厚的合金刀头镶在里面,最后跑铜焊。这样沿螺旋缠绕方向分别镶嵌若干合金刀头,使螺旋运转时相对转鼓同一母线的投影正好是一条直线,这可保证刮料的全面性,而且两个刀头顶部的连线要超过螺旋叶片的外径,以防止叶片磨损。
(2) 装好后与转鼓一起作动平衡。
(3) 机体接入氮气线,通入氮气保护。
(4) 做一个碳钢材质的螺旋输送器作为备用。改造的螺旋输送器从1998 年6 月运转至1999年6 月,经开盖检查,叶片径向磨损平均为1mm。2000 年6 月检查结果是叶片径向平均磨损为3mm ,2003 年12 月检查结果是叶片平均磨损5mm ,目前仍可继续使用。
3.3 振动问题
　　生产中发现,机器振动噪音较大。将转鼓转速由原来的2800rpm 降到2200rpm ,这样就解决了机器噪音较大的问题。但是这样做却导致了出渣湿含量的增加。于是将溢流口直径由原来的240mm 调节到270mm ,这就解决了出渣湿含量增加的问题,保证了正常生产。
3.4 润滑油甩出问题
　　离心机轴头出现了大量润滑油甩出情况。经分析发现,该离心机润滑系统中的油泵功率较大,使向离心机中注油的压力过大。解决的办法是在该油泵出口管线处加一条回流线以控制向离心机中注油的压力。
3.5 空运转时振动剧烈原因及排除方法
　　安装时破坏了动平衡精度,需对准转鼓重新安装。润滑油变质或油箱内油位太低使轴承得不到充分润滑,需更换或加润滑油。轴承损坏需更换轴承。轴承内圈与轴配合松动,需更换轴或对其外圆进行电刷镀。两端螺旋输送器支承轴瓦缺油或磨损较大,需加润滑脂或更换轴瓦。机头付皮带轮内孔磨损或松动,需更换付皮带轮或输入轴,配紧联接平键。差速器损坏需更换差速器配件,并检查其油路。
停车后阀门没关紧而进料,引起转鼓内积料而产生偏重,需反复的冲洗后开车。各处螺栓松动也容易出现振动,紧固即可。减振器损坏、老化、溶胀也会引起振动,这时需更换减振器。
3.6 加料后运转剧烈振动原因及排除方法
　　三角皮带打滑引起的转鼓与螺旋输送器同步运转,造成转鼓内堵料,从而引起振动,需拆开转鼓清洗,调正皮带松紧度。维修后大端盖向心推力球轴承方向装反,需重新装配轴承。出料口堵塞造成罩壳内积料产生振动,需开盖清除堵塞物料。
　　根据上述的故障分析,我们对此卧式螺旋沉降式离心机制定了维护措施:每年对设备拆检一次,螺旋输送器可根据实际情况提前拆检。如叶片径向磨损12mm 以上,须修补叶片,检修后要空运1 —2h ,并且空载电流不超过18A 时才能投入使用。每天必须对两端轴颈轴瓦处注3 # 锂基脂50g 左右。每周必须从差速器输入轴中心注油孔注入油脂500g左右。每半年清洗换油一次。
4 结论
　　通过对上述六个方面故障原因的分析及采用相应的维护处理措施,LW3802886NC 型卧式螺旋沉降离心机一直运转至今,未见异常。从而保证了C9芳烃回收磺酸盐装置滤渣的正常分离。

伍：