雙級推料離心機在氯酸鈉生產(chǎn)中的應(yīng)用及改進

       雙級推料離心機在氯酸鈉生產(chǎn)中的應(yīng)用及改進
     余浩，崔政
            （重慶索特鹽化股份有限公司設(shè)備動力部，重慶404002）

摘要:雙級活塞推料離心機以其獨有的自動連續(xù)操作、生產(chǎn)能力高、功率消耗低等優(yōu)勢，已被越來越多的氯酸鹽生產(chǎn)企業(yè)認識和使用。針對雙級推料離心機結(jié)構(gòu)特點、氯酸鈉物料特性及在氯酸鈉脫水中存在的問題，提出了對雙級推料離心機在結(jié)構(gòu)及操作維護上的改進。
    關(guān)鍵詞:氯酸鈉；雙級推料離心機；分離；爆炸
    中圖分類號：TQ051.8+4文獻標識碼：B文章編號：1005-8265（2011）03-0034-03
    0·前言
    氯酸鈉生產(chǎn)中脫水分離設(shè)備早期大多為三足式離心機，其生產(chǎn)效率低，操作不方便。后隨著雙級推料離心機技術(shù)的發(fā)展，其具有自動連續(xù)操作、生產(chǎn)能力高、功率消耗低且均勻、無峰值負荷、結(jié)構(gòu)緊湊、耐腐蝕性好、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)振動小、對晶粒不易破碎、分離物料可洗滌等傳統(tǒng)優(yōu)點外，還具有產(chǎn)量高、固體回收率高、物料含濕量低、能量消耗低等特點，現(xiàn)已廣泛用于氯酸鈉生產(chǎn)中。但由于氯酸鈉的物理及化學(xué)特性，以及管理上的一些問題，我公司于2003年10月投用的一臺HR400-N離心機使用一年多后便出現(xiàn)爆炸造成設(shè)備全部損壞的重大事故，此類事故在國內(nèi)青海一家氯酸鈉廠家也曾發(fā)生。
    1·原因分析
    1.1物料特性
    1.1.1物理性質(zhì)
    物料名稱氯酸鈉，化學(xué)分子式為NaClO3，常溫下為無色立方晶體或三方結(jié)晶或白色粉末，味咸而涼，密度2.490 g/cm3，熔點255℃，易溶于水，0℃在水中的溶解度為79 g，溶于乙醇、甘油、丙酮、液氨。
    1.1.2化學(xué)性質(zhì)
    常壓下加熱至300℃以上易分解放出氧氣。在中性或弱堿性溶液中氧化力非常低，但在酸性溶液中或有誘導(dǎo)氧化劑和催化劑(如硫酸銅)存在時，則是強氧化劑，與酸類(如硫酸)作用放出二氧化氯；有極強的氧化力，與硫、磷和有機物混合或受撞擊，易引起燃燒和爆炸；易潮解。
    1.2設(shè)備結(jié)構(gòu)
    設(shè)備物料部分與油壓系統(tǒng)動密封結(jié)構(gòu)為：分離的大轉(zhuǎn)鼓后邊有兩個迷宮密封，分別是大轉(zhuǎn)鼓后側(cè)附帶圓環(huán)與外殼上圓環(huán)組成的第一級迷宮密封，其主要作用是阻止物料進入后腔，第二級是密封體與空心軸前端外圓組成的迷宮密封，其主要作用是防止液壓油漏出，同時阻止外面的物料進入油系統(tǒng)。小轉(zhuǎn)鼓推桿軸采取一個派克密封圈進行密封，以保證產(chǎn)品和液壓油不發(fā)生交叉污染。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

             
    從圖1可看出當離心機后腔長期不沖洗或沖洗不干凈，物料便會順著大轉(zhuǎn)鼓后的迷宮密封之間的間隙進入機殼底板后腔，再經(jīng)過一段時間便造成后腔排泄孔堵塞，最后物料便順著空心軸與密封體之間的間隙進入油系統(tǒng)，同時油系統(tǒng)中的油也會由相同的路徑到大轉(zhuǎn)鼓后腔（在制鹽系統(tǒng)離心機運行一年后便出現(xiàn)后腔被鹽嚴重堵塞）。另外推料軸前軸表面由于在不停的在物料和油系統(tǒng)中來回移動，而密封推料軸的密封圈不可能完全將物料和油隔離，同時密封圈也存在磨損，所以隨著運行時間變長，油系統(tǒng)中也會進入一定量的物料。
    1.3最終原因分析
    由于操作人員經(jīng)常對離心機轉(zhuǎn)鼓清洗不干凈，造成轉(zhuǎn)鼓后腔積附大量的物料，同時物料進入油系統(tǒng)，另外設(shè)備維護保養(yǎng)中沒有及時更換液壓油，使油系統(tǒng)中物料含量較高。當這些條件達到一定程度后，再由于操作人員在離心機啟動時沒有清洗干凈離心機轉(zhuǎn)鼓上附著的物料，引離心機啟動后振動較大，產(chǎn)生劇烈摩擦，從而引起物料溫度劇烈上升，并產(chǎn)生大量的熱量，致使轉(zhuǎn)鼓底內(nèi)物料發(fā)生燃爆鏈鎖反應(yīng)，繼而引發(fā)油箱的爆炸。
    2·改進措施
    2.1設(shè)備結(jié)構(gòu)改進
    我們與浙江設(shè)備生產(chǎn)公司相關(guān)技術(shù)人員一道對后腔迷宮密封等進行了改進。
    2.1.1后腔迷宮密封的改進
    將外轉(zhuǎn)鼓處的迷宮密封從中間移到邊沿，及將外轉(zhuǎn)鼓邊直接延長到后腔，而其內(nèi)壁與密封支座體外圓形成迷宮密封。同時將后腔沖洗水從沖洗大轉(zhuǎn)鼓后底改成沖洗外轉(zhuǎn)鼓延長到后腔部分的外圓部分，沖洗水可直接流入母液。
    改進的優(yōu)點：改進前進入后腔的物料沒有沖洗水進行沖洗，物料較易在后腔堆積，改進后由于外圓直接延長到后腔，進入后腔的物料在離心力的作用下摔落到外壁流入排卸孔，在定期沖洗便可避免物料在后腔堆積。進入后腔后物料液體及氣體動能被衰減后再通過迷宮密封，進入空心軸處迷宮密封的物料氣體及液體極少。同時由于有二級迷宮密封，液壓油進入后腔的數(shù)量也極少。結(jié)構(gòu)如圖2所示。

             
    2.1.2外殼的改進
    在外殼后部增加一個觀察孔，可在啟動前檢查轉(zhuǎn)鼓外壁的清潔情況，如未沖洗干凈可及時進行清洗。
    2.1.3下料部分的改進
    在下料槽外加隔板，同時在下料法蘭下做漏斗將沖洗液接入母液管，可在下料時對轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁進行沖洗且沖洗水也不會進入物料，這樣可在出現(xiàn)設(shè)備布料不均產(chǎn)生振動時及時對轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁進行沖洗。結(jié)構(gòu)如圖3所示。
    2.2電器上的改進
    2.2.1在主機啟動上采取變頻器啟動，變頻啟動可按照用戶的需要進行平滑地加速啟動，而直接啟動時啟動速度過快機械部分會產(chǎn)生劇烈的振動，這樣可避免由于開始轉(zhuǎn)鼓未清洗干凈或其他情況在開車時出現(xiàn)劇烈振動。同時變頻器還可用作過載保護，當負荷超過設(shè)定的負荷后可自動停機。
    2.2.2在主機上安裝在線測振儀，并通過儀表控制設(shè)定最高振動值，當離心機的振動值超過設(shè)定值后設(shè)備自動停機（我們將最高允許振動值設(shè)置成20 mm/s）。可避免設(shè)備劇烈振動對設(shè)備造成破壞，同時也可避免由于劇烈振動造成設(shè)備零部件之間的摩擦而使氯酸鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而造成安全事故。
    2.3規(guī)范操作
    2.3.1要求運行人員在每次開車前需對內(nèi)外轉(zhuǎn)鼓沖洗2分鐘，并進行盤車檢查，轉(zhuǎn)盤車靈活且檢查后腔無積料后方可開車。每次停車前沖洗干凈轉(zhuǎn)鼓上的物料后再沖洗5分鐘，可避免物料積聚在轉(zhuǎn)鼓外壁后腔等部位，保證設(shè)備在啟動時不會存在不平衡現(xiàn)象而產(chǎn)生劇烈振動。同時也可大大減少物料進入油系統(tǒng)的概率。在離心機工作時，保證進料的均勻連續(xù)，以免進料不均造成機器的振動。
    2.3.2對設(shè)備實行計劃檢修和維護。每半年對液壓系統(tǒng)液壓油進行更換，保證液壓油中的氯酸鈉含量在較低的水平（我公司將換下的油用作小泵的潤滑油）。
    對所有轉(zhuǎn)鼓螺栓每半年進行一次檢查，發(fā)現(xiàn)松動或損壞的及時進行更換，對大轉(zhuǎn)鼓后迷宮密封每年進行一次拆開清洗檢查，對推料同軸密封圈每年進行一次更換，減少物料進入油系統(tǒng)的概率。
    3·結(jié)論
    自2006年8月對雙級推料離心機結(jié)構(gòu)上進行改進，并規(guī)范了操作，要求運行人員每班對轉(zhuǎn)鼓進行沖洗，保證設(shè)備平穩(wěn)運行；另外定期對液壓油進行更換。在認真操作和精心維護和嚴格管理下，現(xiàn)離心機運行正常，各項指標穩(wěn)定。