烷氧基化裝置切片機組優(yōu)化改造

王明都

（江蘇斯?fàn)柊钍邢薰荆K連云港 222002）

0 引言

烷氧基化裝置屬于精細(xì)化工批次生產(chǎn)模式的裝置，主要產(chǎn)品有表面活性劑（簡稱“表活”）和減水劑（簡稱“單體”）兩大系列，前者可以直接由液體形態(tài)灌裝，而后者則主要通過水冷轉(zhuǎn)鼓式冷凝結(jié)晶切片機組（簡稱“切片機”，又稱結(jié)片機）再加工，由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固體片劑形態(tài)進(jìn)行包裝銷售。實際運行中，切片機組經(jīng)常發(fā)生故障，影響裝置的正常生產(chǎn)。決定對其實施改造、優(yōu)化，解決生產(chǎn)運行中的諸多問題，并實現(xiàn)節(jié)能增效環(huán)保的目的。

1 基本情況概述

1.1 設(shè)備概況

切片車間共配置切片機組4 臺，單臺設(shè)計額定產(chǎn)能2 t/h（圖1）。

圖1 切片車間及切片機組

（1）切片機組由轉(zhuǎn)鼓、前后切刀、物料槽、機體伴熱及伴冷結(jié)構(gòu)、機體螺旋輸送機、自吸泵以及各種電儀元件等構(gòu)成，主要作用是將液體物料粘附旋轉(zhuǎn)冷卻凝結(jié)成固體片劑，切下片劑由螺旋輸送機輸送至儲料倉。其中，螺旋輸送機將切下的固體片劑逐級輸送到包裝物料罐；中間罐區(qū)齒輪為切片提供液體物料；冷凍水循環(huán)泵為切片機冷凍系統(tǒng)和伴冷系統(tǒng)提供冷凍水；機體螺旋輸送機將切下固體片劑輸送至下一級輸送機；自吸泵將切片內(nèi)冷卻系統(tǒng)積水抽至回水管線，并調(diào)整保持與進(jìn)水的平衡。

（2）空調(diào)機組向密封切片機內(nèi)提供冷卻干燥風(fēng)促進(jìn)切片降溫，平衡除塵內(nèi)的真空氣相，隔離外界高溫高濕氣體對切片的影響。

（3）冷凍機組對循環(huán)冷凍水不段的降溫，保證切片生產(chǎn)所需的低溫冷凍水，溫度可設(shè)定（切片冷水溫度調(diào)整范圍為5～12 ℃）。

（4）除塵機組由除塵風(fēng)機和除塵器構(gòu)成：除塵風(fēng)機作用是將切片產(chǎn)生的微量粉塵抽走，提升產(chǎn)品質(zhì)量，防止泄漏污染；除塵器將抽走的粉塵過濾回收。

1.2 減水劑特性

減水劑是指在混凝土和易性及水泥用量不變條件下，能減少拌合用水量、提高混凝土強度；或在和易性及強度不變條件下，節(jié)約水泥用量的外加劑。其主要物理性能指標(biāo)見表1。

表1 減水劑的主要物理性能指標(biāo)

2 切片機組優(yōu)化改造背景

（1）切片機組在生產(chǎn)過程中存在以下問題：①生產(chǎn)片劑較薄約0.3 mm，抗粉碎能力極差，輸送過程中經(jīng)過3～4 道輸送機攪拌擠壓后大部分已近粉末化，達(dá)不到客戶要求；②粉塵量大造成除塵系統(tǒng)回收率高，增加了后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)；③粉塵泄漏量大污染環(huán)境，影響人身健康，損耗加大；④結(jié)合裝置產(chǎn)品特性，冷卻結(jié)晶慢，容易出粘料、表面粘易脫落，輸送中易堵塞通道損壞設(shè)備；⑤片劑厚度極薄且產(chǎn)量遠(yuǎn)低于單臺設(shè)計2 t/h，僅有1.6 t/h。

（2）切片機組設(shè)計不夠完善，不方便操作人員進(jìn)行巡檢維護(hù)及調(diào)試操作，冷凍水多次泄漏、澆淋損壞下游設(shè)備造成停車，轉(zhuǎn)筒冷卻系統(tǒng)無法調(diào)節(jié)平衡，造成切片生產(chǎn)不穩(wěn)定、易出粘料。

（3）切片機組設(shè)計聯(lián)鎖不能滿足生產(chǎn)運行需要，如果摘除設(shè)計聯(lián)鎖，在操作運行中又無法避免設(shè)備損壞問題。但是設(shè)計聯(lián)鎖投用不僅頻繁損壞切刀，而且給調(diào)試操作帶來極大的工作量。

3 切片機組異常原因分析及優(yōu)化改造措施

3.1 切片機突出異常原因及危害分析

（1）溢料。物料持續(xù)打入切片機料槽內(nèi)，由于物料流量分布調(diào)節(jié)不均勻或進(jìn)料大于切片出料量，料槽液位增高溢出至地面或設(shè)施上。危害：①物料短時內(nèi)凝固，無法回收造成浪費污染；②液位熱能增加可能會打破與轉(zhuǎn)鼓冷換平衡，造成液態(tài)物料未完全結(jié)晶成粘料狀進(jìn)入螺旋輸送機內(nèi)，堵塞通道、損壞下游設(shè)備。

（2）粘料。原因：①物料與轉(zhuǎn)鼓間冷換調(diào)節(jié)失衡造成的未完全結(jié)晶的整個轉(zhuǎn)鼓或局部位置形成粘料；②由后刀間隙調(diào)節(jié)過大造成的冷換結(jié)晶不完整造的粘料；③轉(zhuǎn)鼓變頻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速過快造成；④切片機側(cè)刀調(diào)節(jié)不到位、局部出粘料等。粘料是切片機組危害最大、最頻繁的現(xiàn)象，其清理困難費時、堵塞下游設(shè)備、增加轉(zhuǎn)動設(shè)負(fù)載損壞設(shè)備和構(gòu)件。此異常直接降低切片效率30%，是影響生產(chǎn)的主要因素。

（3）脫皮。開車初始階段轉(zhuǎn)鼓冷換能力大于物料熱能，切片后刀間隙過大，貼近轉(zhuǎn)鼓的物料瞬間冷卻結(jié)晶收縮變形導(dǎo)致的半結(jié)晶物料脫離轉(zhuǎn)鼓、短時間轉(zhuǎn)鼓不掛料，此異常會引發(fā)溢料。

（4）堵塞。堵塞主要是由粘料造成的，也是操作設(shè)備程序顛倒使固體物料未有效的輸送至下游單元，此異常會導(dǎo)致設(shè)備或構(gòu)件損壞，引發(fā)整個輸送系統(tǒng)故障。

（5）漏水。續(xù)進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓的冷凍水量大于自吸泵輸出量，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液壓增高，冷凍水沿著旋轉(zhuǎn)接頭法蘭處泄漏澆淋下游設(shè)備引發(fā)故障停車。

3.2 切片機組優(yōu)化改造措施

3.2.1 前后刀的優(yōu)化修整（圖2）

目的：提高前刀形位精度，切出完整物料；增加后刀刀口強度，延長使用壽命，規(guī)范引導(dǎo)物料流出厚度，精確調(diào)節(jié)間隙。

措施：前刀材質(zhì)為絕緣膠木，磨削加工要求刀口直線度0.2 mm 以內(nèi)，厚度0.3 mm 左右；后刀經(jīng)磨削加工要求刀口直線度0.5 mm 以內(nèi)，厚度1 mm 左右，并更換后刀材質(zhì)為11#硬尼龍，提高刀具韌性，可以重復(fù)修整使用，壽命由3 個月提高至一年以上。

3.2.2 切片側(cè)刀優(yōu)化修整

目的：防止轉(zhuǎn)鼓側(cè)面高料位時掛料，從根本上解決局部粘料問題，避免粘料累積成塊狀脫落卡制損壞設(shè)備。

圖2 后刀的優(yōu)化修整

措施：經(jīng)過測量計數(shù)，側(cè)刀刀口寬度增加75 mm，焊接后機加工，形位精度小于0.2 mm。

3.2.3 噴頭優(yōu)化調(diào)整（圖3）

目的：提高轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁冷卻效果，調(diào)整噴頭結(jié)構(gòu)位置，平衡冷換面積，觖決卡刀問題，消除脫皮現(xiàn)象，可以提高切片效率和均衡后刀間隙，提高切片效率15%以上。

圖3 噴頭的優(yōu)化調(diào)整

措施：所有噴頭更換為螺旋型式噴頭，取消后刀對應(yīng)位置居中間7 個噴頭，前刀對應(yīng)位置居中間5 個噴頭，用管帽封堵。

3.2.4 切片機后刀口增加伴熱及增加第二道后刀管（圖4）

目的：觖決后刀刀口物料凝堵粘刀現(xiàn)象；增加二道后刀管限制切片厚度防止出粘料，提高后刀調(diào)節(jié)精度，降低后刀損壞程度，減少90%出粘料概率，可提高切片效率30%以上。

措施：后刀架徑向增加焊接40 mm×30 mm 蒸汽伴熱管路（或電加熱管）與刀架平行，距刀口處平行間距10 mm；距后刀架垂直上方300 mm 平行間距增設(shè)伴熱管線，定位與轉(zhuǎn)鼓平行間距1 mm。

3.2.5 切片滾冷凍水出口管線優(yōu)化整改（圖5）

目的：目視冷凍水流態(tài)調(diào)整冷凍水流量平衡，提高切片效率，杜絕冷凍水泄漏澆淋下游設(shè)備，觖決自吸泵氣蝕或抽空引起的機械密封損壞事件。

措施：自吸泵入口管線焊接增加管視鏡。

3.3 切片機組配套設(shè)備優(yōu)化改造

3.3.1 切片粉塵優(yōu)化整改（圖6）

目的：平衡罐內(nèi)壓力防止粉塵外漏污染環(huán)境，影響操作人員健康。

整改措施：料罐增設(shè)平衡管線，管段和閘板閥門，接入切片除塵管線系統(tǒng)。

圖4 增加伴熱及增加第二道后刀管

圖5 玻璃管視鏡

3.3.2 切片機傳動機構(gòu)優(yōu)化整改（圖7）

目的：提高潤滑效果，減少鏈輪、鏈條磨損和維護(hù)潤滑勞動強度。

措施：在防護(hù)罩基礎(chǔ)上，焊接油槽，槽深以鏈輪底部輪齒完全浸入油中為準(zhǔn)；防護(hù)罩底邊滿焊，開口側(cè)加焊溢油檔板/邊；油槽底部開放油口，并焊接螺栓絲堵，便于檢修維護(hù)，實現(xiàn)油浸式潤滑。

3.3.3 切片螺旋輸送機軸優(yōu)化改造

目的：減小輸送機軸的徑向竄動量，降低輸送速度，防止切片輸送中被粉碎，提高切片質(zhì)量，提高軸強度防止徑向竄動和兩端軸承的磨損。

措施：切片機組機自帶輸送機和末端輸送機增加變頻器控制；旋轉(zhuǎn)輸送軸增加中間滑動軸承可拆裝式支承構(gòu)件，內(nèi)嵌滑動軸承材質(zhì)為11#硬尼龍。

圖6 新增除塵管道

圖7 鏈條防護(hù)罩

3.3.4 切片機操作平臺優(yōu)化改造（圖8）

目的：便于操作調(diào)整，可以兼顧機組間巡檢調(diào)試操作。

措施：焊接操作平臺（2500 mm×600 mm×600 mm 含梯子）或多個可移動平臺；機組間焊接連接平臺。

4 切片機組關(guān)聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)鎖優(yōu)化整改

優(yōu)化設(shè)備聯(lián)鎖，提高設(shè)備操作可靠性，減少設(shè)備故障損壞（表2）。

表2 切片機組聯(lián)鎖整改統(tǒng)計

5 優(yōu)化改造效果分析

5.1 改造效果統(tǒng)計（表3）

5.2 改造效果總結(jié)

（1）解決了切片粉塵量過大影響產(chǎn)品質(zhì)量（至少0.5 mm 厚度）的問題。

（2）基本解決了切片粉塵泄漏污染環(huán)境和損耗問題，將影響降至最低。

（3）降低了崗位操作調(diào)試、巡檢維護(hù)的勞動強度。

（4）通過切片聯(lián)鎖優(yōu)化整改，降低了切片及其配套設(shè)備故障損壞的概率，保護(hù)設(shè)備運行異常停車，不間接損壞，不擴大損壞設(shè)備；提高了設(shè)備異常處理效率，為生產(chǎn)節(jié)約更多時間；優(yōu)化改造共消耗材料成本約3.5 萬元（含修舊利廢），人工時約600 個。

圖8 操作平臺及護(hù)欄

表3 改造效果統(tǒng)計

（5）切片設(shè)備通過優(yōu)化整改可提升30%的產(chǎn)能，避免因切片質(zhì)量問題影響生產(chǎn)效益，減少因更換配套輸送設(shè)備帶來近50萬元的成本投入，系統(tǒng)設(shè)備節(jié)省電費230 萬元/年。

6 結(jié)束語

在工作崗位中應(yīng)充分了解現(xiàn)場切片機組是的工作原理、設(shè)備性能配置、產(chǎn)品特性以及運行工況，參于到實踐中去，統(tǒng)計設(shè)備各方面異常情況，深入研究，以求找到最佳解決措施，完成公司給予的工作目標(biāo)；通過不斷總結(jié)學(xué)習(xí)，領(lǐng)悟更前沿科學(xué)技術(shù)，豐富經(jīng)驗知識，提升專業(yè)技能水平；下一步工作目標(biāo)是創(chuàng)新思維，繼續(xù)優(yōu)化技術(shù)改造，減少操作勞動強度，實現(xiàn)設(shè)備由手動向自動化發(fā)展。