自動(dòng)臥式虹吸刮刀離心機(jī)控制系統(tǒng)維護(hù)

劉山，王凱

（天津長(zhǎng)蘆漢沽鹽場(chǎng)有限責(zé)任公司，天津300480）

1　前言

天津長(zhǎng)蘆漢沽鹽場(chǎng)有限責(zé)任公司以氯苯為溶劑生產(chǎn)四溴雙酚A（TBBA）的工藝中，通過(guò)分離工序?qū)BBA成品物料與氯苯溶劑分離開(kāi)，以往均采用三足吊袋式離心機(jī)進(jìn)行分離。但是由于三足吊袋式離心機(jī)開(kāi)放式操作特點(diǎn)，易產(chǎn)生震動(dòng)、擠壓、物料噴濺等危險(xiǎn)，且氯苯易燃易爆，現(xiàn)場(chǎng)安全系數(shù)較低，急需進(jìn)行改善。為此，針對(duì)TBBA生產(chǎn)工藝特點(diǎn)分析，通過(guò)調(diào)研比對(duì)相關(guān)設(shè)備性能，最終選擇GKH1250自動(dòng)臥式虹吸刮刀離心機(jī)代替三足吊袋式離心機(jī)。

2　自動(dòng)臥式虹吸刮刀離心機(jī)性能概述

2.1　性能

GKH型離心機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)間歇卸料的固液分離設(shè)備，主要由刮刀裝置、出料裝置、門(mén)蓋、轉(zhuǎn)鼓、虹吸裝置、軸座組、傳動(dòng)部分、減振部分、控制系統(tǒng)組成。其性能優(yōu)良、操作方便、自動(dòng)化程序高。具備各個(gè)工藝全自動(dòng)控制運(yùn)行，能隨時(shí)監(jiān)控各個(gè)工藝段運(yùn)行的狀態(tài)（轉(zhuǎn)速、運(yùn)行時(shí)間、結(jié)束時(shí)間等），同時(shí)操作人員還可以對(duì)各個(gè)工藝段的參數(shù)進(jìn)行在線修改，并配有數(shù)個(gè)不同的配方滿足不同物料的生產(chǎn)要求。GKH型臥式刮刀離心機(jī)控制系統(tǒng)采用PLC程序控制，配設(shè)人機(jī)界面，配套電氣-液壓（氣動(dòng)）執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)變頻調(diào)速、制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器的無(wú)級(jí)調(diào)速和電制動(dòng)剎車(chē)。通過(guò)料位探測(cè)，刮刀、虹吸管的位置監(jiān)測(cè)等實(shí)現(xiàn)整個(gè)工序的全自動(dòng)循環(huán)作業(yè)（包括：進(jìn)料、分離脫水、卸料等工序）；此外，還配設(shè)了氮?dú)獬溲b保護(hù)、軸溫監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)、開(kāi)門(mén)聯(lián)鎖保護(hù)、電機(jī)過(guò)熱過(guò)載保護(hù)等等，機(jī)器的使用更加安全可靠。

2.2　控制系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）

自動(dòng)控制系統(tǒng)由PLC、操作界面（觸摸屏或按鈕盒）、變頻器、制動(dòng)單元、液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)各種傳感器組成。PLC用于接收現(xiàn)場(chǎng)操作界面的按鈕信號(hào)、各位位置傳感器以及閥位信號(hào)，控制現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接收現(xiàn)場(chǎng)4～20mA或者0～10V的傳感器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)AD/DA轉(zhuǎn)換，輸出4～20mA信號(hào)控制變頻器的轉(zhuǎn)速，檢測(cè)離心機(jī)轉(zhuǎn)速等。

圖1　控制系統(tǒng)

2.2.1現(xiàn)場(chǎng)傳感器：包括位置檢測(cè)傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、氮?dú)鈮毫鞲衅鳌⑺俣葯z測(cè)傳感器等。

2.2.2位置檢測(cè)傳感器：有金屬感應(yīng)物碰到時(shí)，傳感器燈滅。無(wú)金屬感應(yīng)物碰到時(shí)，燈亮。（1）刮刀在原位時(shí)才可以開(kāi)關(guān)門(mén)蓋以及啟動(dòng)離心機(jī)。（2）兩個(gè)門(mén)蓋鎖緊開(kāi)關(guān)必須要鎖緊后，才可以啟動(dòng)離心機(jī)。如果在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，門(mén)蓋松動(dòng)，PLC會(huì)控制液壓系統(tǒng)自動(dòng)夾緊。

2.2.3溫度傳感器：為了防止軸承溫升過(guò)高，對(duì)潤(rùn)滑站進(jìn)行了斷油檢測(cè)，同時(shí)對(duì)軸承溫度實(shí)施監(jiān)控。

1）斷油檢測(cè)

在潤(rùn)滑油泵出口加裝分油器和感應(yīng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)潤(rùn)滑油泵啟動(dòng)后，分油器金屬針動(dòng)作，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到金屬針會(huì)發(fā)出信號(hào)表示油泵正常。如果15s內(nèi)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)未感應(yīng)到金屬針，則表示油泵異常。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果油泵異常，離心機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)，同時(shí)觸摸屏顯示潤(rùn)滑油故障。

2）軸溫檢測(cè)

在主機(jī)前后軸承部位各安裝了一個(gè)PT100溫度傳感器檢測(cè)軸承溫度，當(dāng)軸承溫度超過(guò)80℃時(shí)，離心機(jī)自動(dòng)停機(jī)，觸摸屏顯示軸承溫度過(guò)高報(bào)警。

2.2.4振動(dòng)傳感器：為了離心機(jī)能更加安全穩(wěn)定運(yùn)行，采用了數(shù)顯振動(dòng)監(jiān)控儀與防爆振動(dòng)速度傳感器配套使用來(lái)檢測(cè)離心機(jī)振動(dòng)。

離心機(jī)啟動(dòng)后，PLC控制系統(tǒng)會(huì)全程檢測(cè)離心機(jī)振動(dòng)。當(dāng)離心機(jī)振動(dòng)超過(guò)振動(dòng)預(yù)警值P001(P001=18mm/s)時(shí)，觸摸屏上會(huì)顯示振動(dòng)高報(bào)警。此時(shí)操作人員可以通過(guò)降低離心機(jī)轉(zhuǎn)速的方式來(lái)減小振動(dòng)。如果振動(dòng)值超過(guò)振動(dòng)報(bào)警值P002（P002=25mm/s）時(shí)，離心機(jī)會(huì)自動(dòng)降到安全速，并且將振動(dòng)報(bào)警故障鎖定。操作人員在確認(rèn)并復(fù)位報(bào)警故障后，才可以執(zhí)行工藝操作指令。當(dāng)離心機(jī)降低到安全速后，振動(dòng)報(bào)警值仍然超過(guò)P002，那么離心機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)。

2.2.5壓力傳感器：由于氯苯易燃易爆，因此對(duì)離心機(jī)加入了充氮保護(hù)系統(tǒng)。通過(guò)檢測(cè)離心機(jī)內(nèi)的氮?dú)鈮毫ΓＷC設(shè)備安全生產(chǎn)。

充氮保護(hù)系統(tǒng)即離心機(jī)啟動(dòng)前PLC執(zhí)行置換程序，首先打開(kāi)排空閥和高壓氮?dú)忾y，置換離心機(jī)內(nèi)氣體。置換時(shí)間到關(guān)閉排空閥，當(dāng)離心機(jī)內(nèi)氮?dú)鈮毫Φ竭_(dá)20mbr，置換階段完成。在離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，PLC自動(dòng)打開(kāi)低壓補(bǔ)氮閥，不斷的補(bǔ)充氮?dú)?。?dāng)壓力低于10mbar時(shí)，離心機(jī)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入停機(jī)程序。當(dāng)壓力高于20mbar時(shí)，PLC會(huì)關(guān)閉補(bǔ)氮閥停止補(bǔ)氮。

2.2.6速度檢測(cè)傳感器：PLC的高速計(jì)數(shù)模塊對(duì)速度檢測(cè)傳感器的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并換算成轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速。檢測(cè)轉(zhuǎn)速的主要作用是防止離心機(jī)失速，刮料時(shí)堵轉(zhuǎn)以及皮帶打滑。為了防止刮料阻力過(guò)大造成轉(zhuǎn)鼓堵轉(zhuǎn)，在刮料過(guò)程中，PLC會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速低于設(shè)定轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)時(shí)，PLC會(huì)判定刮刀阻力過(guò)大，并且自動(dòng)退刀，退到起始位置后，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)刮料。

3　控制系統(tǒng)使用維護(hù)

離心機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)報(bào)警、軸承溫度報(bào)警、刮刀超時(shí)、虹吸超時(shí)、液壓電機(jī)過(guò)載、斷油保護(hù)、機(jī)門(mén)未閉合、螺旋電機(jī)故障、加料卸料閥故障等。

故障報(bào)警情況處理：

1）振動(dòng)報(bào)警：振動(dòng)傳感器損壞、進(jìn)料或布料不均勻震車(chē)、濾餅透水性差或排母液管路堵塞；

2）軸承溫度報(bào)警：溫度傳感器損壞、潤(rùn)滑站供油系統(tǒng)故障、潤(rùn)滑站冷卻系統(tǒng)故障、軸承損壞；

3）刮刀和虹吸超時(shí)：液壓系統(tǒng)故障油壓不足或油缸損壞、電磁閥或繼電器損壞、感應(yīng)開(kāi)關(guān)損壞；

4）液壓電機(jī)過(guò)載：液壓泵損壞、熱載過(guò)流保護(hù)、電機(jī)損壞、調(diào)壓閥損壞；

5）斷油保護(hù)：分油器故障或堵塞、感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)損壞、潤(rùn)滑油泵損壞、熱載過(guò)流保護(hù)；

6）機(jī)門(mén)未閉合：液壓系統(tǒng)故障、電磁閥損壞、感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)損壞；

7）螺旋電機(jī)故障：電機(jī)損壞、物料堵塞、熱載過(guò)流保護(hù)；

8）加料卸料閥故障：氣源壓力低、電磁閥損壞、限位開(kāi)關(guān)故障、繼電器損壞。

涉及到警告類報(bào)警，當(dāng)故障排除后會(huì)自動(dòng)復(fù)位；安全聯(lián)鎖保護(hù)類報(bào)警，當(dāng)故障排除后需要操作人員確認(rèn)；出現(xiàn)停機(jī)故障，離心機(jī)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。

4　結(jié)語(yǔ)

GKH自動(dòng)臥式虹吸刮刀離心機(jī)改造換型后，通過(guò)使用發(fā)現(xiàn)確實(shí)能夠滿足TBBA的生產(chǎn)需求，提高了設(shè)備的安全保障能力，減輕了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境。以后還將在使用過(guò)程中逐步摸索規(guī)律，注意維護(hù)保養(yǎng)，發(fā)揮設(shè)備的最大效率。