離心機在PVC固液分離中的常見問題及解決方法

李 強 施海榮 王保軍

海申機電總廠（象山） （浙江寧波 315718）

聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物，為一種白色粉末，密度在1.35～1.45 g/cm3之間。PVC樹脂根據聚合度不同分為8種牌號，分別為：SG-1，SG-2，SG-3，SG-4，SG-5，SG-6，SG-7 以 及HPVC（高聚合度聚氯乙烯），目前國內比較常見的為SG-5型。SG-5型主要用來制造PVC水管及其他高強度管材。

1 PVC生產工藝流程（電石法）

國內常見的PVC生產工藝采用電石為原料。電石經水解生成乙炔，乙炔氣經過精制，與燒堿車間來的氯化氫反應生成粗氯乙烯，粗氯乙烯精餾除雜后采用懸浮法工藝生成PVC，PVC漿料經脫除氯乙烯單體、離心機脫水干燥后即得成品，最后包裝存儲。具體流程見圖1。

圖1 聚氯乙烯生產工藝流程

2 臥螺離心機的結構及工作原理

臥螺離心機是PVC漿料固液分離（即脫水干燥）的關鍵設備，主要由限矩保護裝置、差速器、螺旋、轉鼓、機罩、機座、潤滑系統(tǒng)、主電機（包括機架）組成，具體如圖2所示。

圖2 臥螺離心機的結構

離心機的工作原理是：PVC漿料經進料管（1）送入螺旋體（5）上的物料分配器內，通過高速旋轉的螺旋體均勻分布到轉鼓（4），在主機高速旋轉產生的離心力作用下，密度較大的PVC固相顆粒被快速沉積到轉鼓內壁上，與轉鼓作相對運動的螺旋體葉片連續(xù)將其刮下并推向轉鼓小端排渣口，分離后的清液經轉鼓大端堰板開口溢流出轉鼓。螺旋與轉鼓之間的相對運動由差速器來實現(xiàn)。差速器的外殼與轉鼓連接，差速器輸出軸與螺旋連接，差速器輸入軸與限矩保護裝置連接。主電機帶動轉鼓旋轉的同時也帶動了差速器外殼的旋轉，差速器輸入軸與限矩保護裝置相連，在差速器速比的作用下，將扭矩傳遞給螺旋體，從而實現(xiàn)離心機對PVC物料的連續(xù)分離。

3 常見問題及解決方法

臥螺離心機在PVC固液分離中不可避免地會出現(xiàn)一些問題，及時解決問題、積累經驗是臥螺離心機操作技能提升的重要過程。

3.1 PVC干粉返沖

PVC干粉返沖問題一般出現(xiàn)在新工藝線設備的初始調試階段。由于在施工過程中沒有充分考慮到離心機停止運行后，干燥塔內的高溫氣流會沿著管道將螺旋輸送機內的PVC干粉由離心機出料口返吹向離心機內腔，造成PVC干粉在離心機機罩內壁及出渣部位腔體內部堆積。當停機時間過長，再次開機運行時，就會出現(xiàn)啟動電流異常高，導致開機報警等“過電流”保護停機現(xiàn)象的發(fā)生。當PVC高溫氣流“返沖”進入主軸承座部件后，會隨著主軸承潤滑油進入潤滑油站，大直徑的PVC干粉顆粒會直接停留在潤滑站過濾油網上，造成過濾油網堵塞；小直徑的PVC干粉顆粒和蒸汽會直接隨著潤滑油進入主軸承，產生液壓油“乳化”現(xiàn)象，同時導致主軸承因潤滑不暢而“燒毀”。

將距離心機渣相排料端螺旋輸送機1 m處的單導程輸送葉片去除，使螺旋輸送機輸送的PVC干粉在該處形成“料封”，起到封堵干燥塔內高溫氣流“返沖”通道的作用，可避免PVC干粉的返沖。

3.2 處理后的液相含固率高

液相固含率較高的現(xiàn)象一般出現(xiàn)在新工藝線設備的初始調試階段。由于在運轉過程中，離心機機罩內腔處于負壓狀態(tài)，且壓力小于離心機兩端出口處的壓力，因而出渣口處的PVC干粉和出液口處的高溫蒸汽會因為氣壓差的作用而竄入到機罩內腔，二者混合后，順著離心機罩殼“肚皮”板流至離心機液相出口，造成離心機處理后的液相含固率升高。

該問題的解決方法是去除離心機機罩內腔的壓力差，保持機罩內腔與出渣口、出液口處的壓力一致。常用方法是在離心機出渣、出液口或在機罩內腔增設穩(wěn)壓管。

3.3 離心機處產生塑化片

PVC生產過程中若聚合工藝不正常（會導致PVC漿料中夾帶著一些不規(guī)則的固體大顆粒）或者進料溫度高于80℃，離心機螺旋體與轉鼓之間間隙過小時，螺旋體在“刮料”過程中就極易產生塑化片。

通過合理調整螺旋體與轉鼓內壁之間的間隙，同時減小螺旋葉片刮料厚度，可避免塑化片現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.4 差速器運行溫升過快

差速器運行溫升過快的原因主要有：（1）差速器腔體注入的潤滑油量偏少，由于潤滑不充分，行星齒輪摩擦加劇導致溫升過高，長期高溫運行容易造成滑動軸承與行星軸高溫黏合或齒輪損壞；（2）差速器腔體注入的潤滑油量過多，造成潤滑油溫度升高、體積膨脹，差速器腔體內部因預留空間過小，導致內腔壓力過大，使軸頸處骨架密封損壞，從而導致潤滑油外泄；（3）短時間內進料波動幅度大且頻繁，造成差速器瞬間負載變化異常、滑動軸承磨損加劇，使油溫升高。

解決方法：（1）嚴格控制差速器內腔預留腔體空間，一般預留總腔體空間的15%左右作為膨脹空間；（2）定期更換和檢查潤滑油油質；（3）嚴格按工藝規(guī)程控制離心機進料量、進料濃度和進料時間。

3.5 分離效果不佳

PVC物料特性，如：牌號（PVC型號）、物料溫度、物料內異類物質含量、聚合不正常物(爆聚料或粗料)、聚合程度、黏度、含固率、氯乙烯殘留等，對離心機的分離效果都會產生影響。理論上，PVC漿料牌號越大越容易分離。

離心機用于PVC漿料的固液分離時，要獲得良好的分離效果，PVC漿料進料應滿足以下幾點要求：進料溫度控制在80℃以下；漿料含固率控制在25%±5%；氯乙烯殘留量一般控制在10%以下。

3.6 進料管斷裂

3.6.1 進料管在啟動過程中出現(xiàn)斷裂

如果離心機在停機前未進行全面沖洗，未將螺旋筒體錐段內的積料沖洗干凈，那么離心機停機后，上方的積料會由于本身重力作用堆積在螺旋筒體錐段內的一側，離心機再次啟動后，偏重引起離心機振動，從而導致進料管顫動，其因與螺旋體高速摩擦而斷裂。

解決方法：采用帶噴淋裝置的雙層進料管，在停機前必須通過進料管的夾套對離心機進行徹底沖洗，以確保螺旋筒體內無積料。

3.6.2 進料管在運行過程中出現(xiàn)斷裂

進料管在運行過程中出現(xiàn)斷裂，一般是由以下原因所引起：（1）進料濃度不穩(wěn)定；（2）進料壓力不穩(wěn)定；（3）管路系統(tǒng)有振動。

解決方法：改進生產工藝，保證進料濃度、進料壓力的穩(wěn)定；經常檢查離心機與設備管路的螺栓連接情況。

3.7 常見的電器故障及解決措施

（1）離心機在運行中出現(xiàn)變頻器“過熱”保護，電器元件因積灰、受潮出現(xiàn)頻繁“短路”現(xiàn)象。原因分析：根據參數(shù)設定值，在外部環(huán)境溫度超過40℃時變頻器會因“過熱”而保護停機；溫度太高且溫度變化較大時，元器件內部易出現(xiàn)結露現(xiàn)象，導致其絕緣性能大大降低，甚至引發(fā)“短路”事故。解決方法：使電器控制柜與周圍環(huán)境盡量隔離或將其單獨放置在有空調的專用操作室內，以避免高溫、灰塵以及腐蝕性氣體對電器元件的危害。

（2）離心機在運行過程中出現(xiàn)恒速過電壓報警。這可能是由于輸入電壓偏高或運行過程中存在外力拖動電機運行?？赏ㄟ^將電壓調至正常范圍、取消外動力或加裝制動電阻來避免該現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）離心機在運行過程中出現(xiàn)主電機過溫故障。這可能是由于主電機溫度傳感器接線松動或主電機溫度過高；可檢測溫度傳感器接線并排除故障、降低載頻或采取其他散熱措施對電機進行散熱處理。

（4）變頻器頻繁報過流和過壓。原因可能是電機參數(shù)設置不正確、加減速時間不合適或負載波動。可重新設置電機參數(shù)，進行電機調諧，或者設置合適的加減速時間。

4 結語

結合工作實踐，對臥螺離心機在PVC固液分離行業(yè)中的常見問題進行了分析并提出了解決方案，以期對臥螺離心機在樹脂類固液分離領域運行的穩(wěn)定性、可靠性等方面提供有效的借鑒。