高速三相臥螺離心機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用與改進(jìn)
行業(yè)動(dòng)態(tài)
回收的粗焦油含大量水分，使后續(xù)的焦油加工生產(chǎn)效率下降，并存在安全問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起管道設(shè)備破裂導(dǎo)致火災(zāi)，因此焦油必須進(jìn)行脫水才能蒸餾加工。為此，在回收系統(tǒng)中安裝一種能用于給焦油脫水、脫渣的設(shè)備勢(shì)在必行。三相（固-液-液）臥螺離心機(jī)系統(tǒng)可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。河南省安陽(yáng)鋼鐵有限公司焦化廠(chǎng)自行完成了對(duì)此設(shè)備引進(jìn)后的安裝調(diào)試工作，并針對(duì)設(shè)備運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行了維修與改進(jìn)，效果顯著。
1 離心機(jī)系統(tǒng)介紹
1.2 離心機(jī)工作原理
需要分離的物料通過(guò)中心供料管進(jìn)入離心機(jī)內(nèi)，在離心力的作用下，密度大的固體沉降到轉(zhuǎn)鼓壁上。兩相密度不同的清液形成同心圓柱，較輕的液相處于內(nèi)層，較重的液相處于外層。不同液體環(huán)的厚度可通過(guò)調(diào)節(jié)溢流堰和可變?nèi)~輪來(lái)改變。沉積在轉(zhuǎn)筒壁上的固體由螺旋輸送器傳送到轉(zhuǎn)筒體的椎體端，從排料口排入固體積料箱。排出固體的含水率和液體的澄清度可通過(guò)以下方式改變。
（1）調(diào)節(jié)堰板，改變液池深度。增大堰板直徑，排水區(qū)域增大，固體含水率可下降；減小堰板直徑，液池深度增大，清液中固體含量可下降。
（2）改變轉(zhuǎn)筒速度。固體顆粒越細(xì)，轉(zhuǎn)筒速度就要越高，以達(dá)到滿(mǎn)意的分離效果。
（3）改變螺旋差速。轉(zhuǎn)筒與螺旋的差速越小，排出固體的含水率也越低；進(jìn)料固體含量越高，所需差速越高。
注意：機(jī)器運(yùn)行參數(shù)設(shè)置需經(jīng)調(diào)試后才能確定。
1.2 離心機(jī)控制系統(tǒng)
離心機(jī)控制系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-300系列的PLC，主要由機(jī)架、CPU處理模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊等組成。
PLC采集外部信號(hào)：
（1）PLC主要采集的DI信號(hào)有三通閥狀態(tài)、清洗用電磁閥狀態(tài)、離心機(jī)振動(dòng)報(bào)警、齒輪油位、驅(qū)動(dòng)電機(jī)超溫報(bào)警（兩個(gè)）、急停按鈕報(bào)警、螺旋差速、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、變頻器故障、空氣開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)等。
（2）PLC主要輸出的DO信號(hào)有螺旋啟動(dòng)、轉(zhuǎn)鼓啟動(dòng)、三通閥啟動(dòng)、清洗用電磁閥啟動(dòng)信號(hào)。
（3）PLC主要采集的AI信號(hào)（4～20mA）有螺旋驅(qū)動(dòng)扭矩、轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)功率、進(jìn)料溫度。
（4）PLC主要輸出的AO信號(hào)（4～20mA）有螺旋驅(qū)動(dòng)設(shè)定、轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)設(shè)定信號(hào)。
該控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成分為：
（1）離心機(jī)電控柜。包括空氣開(kāi)關(guān)、變頻器、交流接觸器、中間繼電器、變壓器、可編程控制器（PLC）以及操作面板（OP）。
（2）離心機(jī)現(xiàn)場(chǎng)防爆柜。它是高速三相臥螺離心機(jī)的主要操作單元，它的操作直接影響到離心機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
（3）離心機(jī)外圍控制元件。包括溫度傳感器、三通閥、清洗閥、振動(dòng)探頭、速度探頭、油位開(kāi)關(guān)等。
2 運(yùn)行期間出現(xiàn)的問(wèn)題
（1）三通閥找不到離心機(jī)的進(jìn)料裝置，即一部分料走旁通，一部分料走離心機(jī)，不能對(duì)所有焦油完全處理。
（2）離心機(jī)本體的轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)電機(jī)不運(yùn)行。
（3）離心機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中遇到突發(fā)故障后，從排渣管“漏焦油”，造成環(huán)境污染。
3 維修與改進(jìn)
3.1 三通閥找不到離心機(jī)的進(jìn)料位置
手動(dòng)控制三通閥打到進(jìn)料位置（進(jìn)離心機(jī)）或旁通位置（回流管）時(shí)，閥芯始終朝一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并且兩個(gè)位置都找不到（以現(xiàn)場(chǎng)操作盤(pán)上的位置指示燈為準(zhǔn)）。打開(kāi)閥蓋對(duì)控制部分進(jìn)行剖析，分別對(duì)進(jìn)料、旁通兩個(gè)可調(diào)旋鈕的位置進(jìn)行調(diào)整，把三通閥搖到離心機(jī)進(jìn)料位置。判別方法是從三通閥進(jìn)料管進(jìn)沖洗用的熱氨水，手搖三通閥的調(diào)節(jié)手輪，使三通閥閥桿上的一個(gè)紅點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)離心機(jī)的進(jìn)料方向，用手觸摸進(jìn)離心機(jī)的料管，若不燙手，保持一個(gè)方向繼續(xù)搖手輪，按每90°為一個(gè)過(guò)程，直到進(jìn)離心機(jī)料管有燙手的感覺(jué)，即為離心機(jī)進(jìn)料位置，觀察另外一個(gè)紅點(diǎn)（兩個(gè)紅點(diǎn)間的夾角為90°）的位置，并記住此兩個(gè)紅點(diǎn)的位置，便于今后可以從外觀上確認(rèn)進(jìn)料位置。打開(kāi)三通閥的上蓋，按所標(biāo)識(shí)的方向調(diào)節(jié)進(jìn)料位置旋鈕，直到現(xiàn)場(chǎng)防爆操作柜上的三通閥進(jìn)料開(kāi)啟燈亮，說(shuō)明進(jìn)料位置及其信號(hào)調(diào)試成功；再把三通閥搖到旁通位置（判別方法如上述，但是另外一個(gè)紅點(diǎn)要對(duì)準(zhǔn)旁通方向），按所標(biāo)識(shí)的方向調(diào)節(jié)旁通位置旋鈕，知道現(xiàn)場(chǎng)防爆操作柜上的三通閥進(jìn)料關(guān)閉燈亮，說(shuō)明旁通位置及其信號(hào)調(diào)試成功。調(diào)整好兩個(gè)位置及其信號(hào)后，按現(xiàn)場(chǎng)防爆操作柜上的三通閥進(jìn)料開(kāi)啟或關(guān)閉按鈕，三通閥就可以自動(dòng)找到進(jìn)料位置或旁通位置（相應(yīng)的進(jìn)料開(kāi)啟或關(guān)閉指示燈亮）。此時(shí)三通閥找不到離心機(jī)進(jìn)料位置的問(wèn)題解決。但是離心機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后舊病復(fù)發(fā)，判斷是兩個(gè)到位開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了問(wèn)題，把三通閥的機(jī)械限位部分打開(kāi)，發(fā)現(xiàn)到位開(kāi)關(guān)沒(méi)有問(wèn)題，經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)此開(kāi)關(guān)帶有兩組接點(diǎn)，三通閥原來(lái)使用的一組接點(diǎn)需要把開(kāi)關(guān)頂?shù)降撞拍芙油?，因此把兩組接點(diǎn)并接到一起，比原來(lái)使用的一組接點(diǎn)靈敏、可靠，重新調(diào)整好三通閥兩個(gè)位置的到位信號(hào)后，三通閥找不到離心機(jī)進(jìn)料位置的問(wèn)題得到徹底解決。
3.2 轉(zhuǎn)鼓的驅(qū)動(dòng)電機(jī)不運(yùn)行
在現(xiàn)場(chǎng)看到螺旋驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以旋轉(zhuǎn)，按轉(zhuǎn)鼓啟動(dòng)按鈕后，轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)電機(jī)不動(dòng)作，操作面板報(bào)警為S1——螺旋變頻器已啟動(dòng)，反饋接點(diǎn)故障（變頻器沒(méi)有啟動(dòng)），打開(kāi)螺旋變頻器面板，檢查反饋接點(diǎn)接觸良好，說(shuō)明變頻器已得到PLC輸出模板的啟動(dòng)指令，并且反饋接點(diǎn)接觸良好，但是對(duì)應(yīng)的DI模塊上的對(duì)應(yīng)通道有輸入信號(hào)（24V），而通道指示燈不亮，打開(kāi)程序進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)（離心機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)的順序是先螺旋后轉(zhuǎn)鼓，PLC程序中檢測(cè)不到螺旋變頻器已啟動(dòng)反饋接點(diǎn)信號(hào)，認(rèn)為螺旋變頻器沒(méi)有啟動(dòng)，不會(huì)執(zhí)行轉(zhuǎn)鼓啟動(dòng)指令），發(fā)現(xiàn)輸入信號(hào)傳輸不過(guò)去，說(shuō)明輸入通道壞，把輸入信號(hào)改接到另一備用通道，并改寫(xiě)程序中的通道地址后，再次按轉(zhuǎn)鼓啟動(dòng)按鈕，轉(zhuǎn)鼓的驅(qū)動(dòng)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。
3.3 離心機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中遇到突發(fā)故障停車(chē)后從排渣管漏焦油問(wèn)題
離心機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)扭矩過(guò)大等故障時(shí)，三通閥會(huì)自動(dòng)打到旁通位置，清洗閥自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)行沖洗（15min），用于沖洗的熱氨水通過(guò)離心機(jī)的排水孔從排水管道流入機(jī)械化澄清槽。
如果焦油從排渣管漏出，原因有：
（1）離心機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)扭矩過(guò)大等重大故障時(shí)，三通閥不能及時(shí)自動(dòng)打到旁通位置，并且差轉(zhuǎn)速較大，焦油會(huì)從離心機(jī)固體集料箱順排渣管流出。
（2）堰板調(diào)節(jié)的位置不合適。
（3）排水管的管徑細(xì)，沖洗的熱氨水及離心機(jī)內(nèi)剩余的焦油排不及，通過(guò)排煙管的連通管（排水管與排渣管之間），從排渣管排出。
經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的確認(rèn)，（1）、（2）兩種原因被排除，為避免今后出現(xiàn)從排渣管沖出熱氨水及離心機(jī)內(nèi)剩余的焦油，調(diào)整手動(dòng)閥門(mén)減小熱氨水的進(jìn)量，切斷了排水管與排渣管之間連通管，并增加了轉(zhuǎn)鼓低限速（＜3200r/min）報(bào)警，以及時(shí)提示操作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看。采取這些措施后杜絕了從排渣管漏焦油的現(xiàn)象。
4 結(jié)論
焦化廠(chǎng)對(duì)離心機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的安裝及改進(jìn)工作收到了很好的效果，如省時(shí)、節(jié)能、減排、減污、提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量等。輸送焦油的管道到冬天沒(méi)有發(fā)生堵塞現(xiàn)象，減輕了維修人員的工作量，焦油加工工序不用經(jīng)常清理焦油大槽底部的油渣，節(jié)約了人力物力，并為焦化廠(chǎng)創(chuàng)效降耗作出貢獻(xiàn)。
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