熔體泵聯(lián)軸節脫扣原因及對策

時(shí)間：2020-11-05 16:39:46返回列表

熔體泵是終聚反應釜的出料泵，是聚酯裝置向下游短纖維和長(cháng)絲裝置輸送熔體的動(dòng)力設備，是聚酯裝置關(guān)鍵設備之一。但是聚酯裝置開(kāi)車(chē)10個(gè)月以后，連續出現多次熔體泵聯(lián)軸節脫扣現象，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)濟損失。本文對影響熔體泵聯(lián)軸節脫扣的因素進(jìn)行了全面分析，并提出了相應的解決措施。

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、側蓋和齒輪的各齒間槽構成，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。當一對齒輪按一定的方向轉動(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(zhù)齒輪的轉動(dòng)，液體被帶到排出腔強行送到泵的出口進(jìn)入管道。入口壓力：8~15kPa;電機轉速：145~1450r/min;出口壓力：17MPa;;電機功率：170kW;操作溫度：292℃;設計流量：12.6t/h。

2 熔體泵聯(lián)軸節脫扣的原因

通過(guò)對熔體泵多次聯(lián)軸節脫扣的實(shí)際情況進(jìn)行分析，我們認為可能造成此類(lèi)現象的原因有以下幾個(gè)方面。

2.1 熔體泵負荷過(guò)高

到目前為止，所有的熔體泵聯(lián)軸節脫扣現象發(fā)生時(shí)，熔體泵的負荷均在設計負荷的!!#K以上。同時(shí)，與杜邦工藝其他聚酯裝置相比較，設計中只有我廠(chǎng)是將熔體冷卻器布置在熔體泵后，其他廠(chǎng)家的熔體冷卻器均設置在紡絲增壓泵后。因此造成熔體泵出口壓力上升約*GB<，增大了熔體泵的負荷及扭矩。此時(shí)熔體泵轉速超過(guò)$0=CDEF，而其設計轉速僅為$(-0=CDEF。熔體泵以及聯(lián)軸節長(cháng)期工作在臨界狀態(tài)下，一旦有負荷波動(dòng)或是異物卡阻，瞬時(shí)的扭矩突增將使聯(lián)軸節較容易脫扣。

2.2 熔體在軸封處凝固

該熔體泵密封采用反螺旋密封+填料密封的組合結構，并用冷卻水對軸封進(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，這樣在對潤滑部位進(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)入真空反應系統。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，造成泵轉動(dòng)扭矩增大，使聯(lián)軸節脫扣。

2.3 泵體內異物卡阻

2.3.1 氣相管線(xiàn)內壁凝結物

由機械探針刮落的氣相管線(xiàn)另側的塊狀物料可以推斷，在氣相管線(xiàn)的終聚釜側也有可能產(chǎn)生同樣的塊狀高黏物料或是因有冷點(diǎn)產(chǎn)生的硬塊。當這些物料進(jìn)入熔體泵時(shí)，將在泵內形成較大阻力，使聯(lián)軸節脫扣。

2.3.2 終聚釜機械密封內漏形成硬塊

終聚釜采用雙端面機械密封，使用新鮮EG進(jìn)行沖洗和密封。目前發(fā)現該機封有外漏現象。假如該密封同時(shí)存在內漏，則有可能產(chǎn)生局部冷點(diǎn)，形成硬塊物料。當硬塊進(jìn)入泵體時(shí)，同樣會(huì )造成聯(lián)軸節的脫扣。

2.3.3 進(jìn)入系統的硬粒

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)酯化系統和預縮聚系統進(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)嚴格的過(guò)濾，注入系統為封閉系統，不會(huì )將雜質(zhì)帶入系統。而DEG的添加和注入容器均為常壓敞口容器，異物有進(jìn)入系統的可能。從而有可能造成泵內齒輪卡阻以至聯(lián)軸節脫扣。

2.4 負荷大幅波動(dòng)

在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì )出現像下游增壓泵跳停等負荷大幅波動(dòng)的事故狀態(tài)，此時(shí)熔體泵會(huì )在自動(dòng)控制狀態(tài)下迅速大幅下調轉速，而當增壓泵迅速恢復時(shí)，熔體泵又會(huì )快速提高轉速，在這個(gè)過(guò)程中，熔體泵扭矩大幅波動(dòng)，極易造成聯(lián)軸節脫扣。在已發(fā)生的事故中就存在這種情況。

2.5 聯(lián)軸節本身質(zhì)量缺陷

為了驗證聯(lián)軸節的自身質(zhì)量，我們對更換下來(lái)的聯(lián)軸節進(jìn)行了徹底的解體檢查，沒(méi)有發(fā)現任何質(zhì)量問(wèn)題。

3 防范措施

為了保證熔體泵正常運行，避免聯(lián)軸節脫扣事故的再次發(fā)生，我們通過(guò)對情況的認真分析和研究，制定了以下防范措施。

3.1 穩定熔體泵的工況

熔體泵扭矩計算公式：

其中：M為輸入扭矩(工作扭矩)，Nm;△P為泵出入口壓差，MPa;ηn為熔體泵的機械效率;q為泵的排量，即齒輪泵每轉排出的熔體質(zhì)量。

我們可以看出，當熔體泵機械效率保持不變時(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)濾器的切換標準，同時(shí)適當降低熔體管線(xiàn)壓力，使熔體泵出口壓力降至16.8MPa以下，從而使熔體泵轉速和扭矩有所降低，遠離臨界點(diǎn)。

3.2 加強現場(chǎng)檢查

熔體泵聯(lián)軸節發(fā)生脫扣現象后，我們立即將它定為特護設備，每天定時(shí)由操作人員，管理人員和維修人員對它進(jìn)行仔細檢查和記錄，特別對軸封處認真查看，防止軸封漏量過(guò)大或沒(méi)有漏量，避免由此引起的聯(lián)軸節脫扣現象。

3.3 加強對添加劑配置的管理

我們對DEG的加料系統進(jìn)行了改進(jìn)，在加料過(guò)程中增加過(guò)濾環(huán)節，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。

3.4 加強工藝監控

3.4.1 加強對溫度的監控

通過(guò)對終聚釜或氣相管線(xiàn)以及熔體泵本體的溫度的監控，可以發(fā)現設備內部有無(wú)加熱不均勻現象，從而消除并避免冷點(diǎn)的出現，防止產(chǎn)生的硬塊進(jìn)入泵內造成聯(lián)軸節脫扣。

3.4.2 加強對黏度的監控

我們將黏度控制指標偏差范圍由±4縮小為±2，減小黏度的波動(dòng)，穩定熔體泵工況，減小因粘度影響造成的扭矩波動(dòng)。

3.4.3 加強對冷卻水的監控

通過(guò)加強對軸封冷卻水溫度和壓力的監控，可以及時(shí)發(fā)現冷卻水的異常變化，避免因此產(chǎn)生的對軸封冷卻效果的影響。

3.5 增大操作人員的培訓力度

增強操作人員對緊急事故的處理能力，特別是在后路增壓泵跳停后的反應速度和處理方式，將會(huì )大大減少因此而造成的熔體泵聯(lián)軸節脫落現象。同時(shí)通過(guò)培訓，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，如升降負荷過(guò)快等。