懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線抖動(dòng)排查探討

王國(guó)忠， 蔡海榮

（江蘇通光強(qiáng)能輸電線科技有限公司，海門226100）

0 引 言

國(guó)內(nèi)某電工機(jī)械公司提供的一條懸鏈交聯(lián)生產(chǎn)線，安裝投產(chǎn)已有5 年多，主要生產(chǎn)10，35 kV 的交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣線芯，也生產(chǎn)過10 kV 架空絕緣線。 幾年來，設(shè)備功能基本正常。 在生產(chǎn)小規(guī)格35 kV 絕緣線芯時(shí)，曾出現(xiàn)過線芯抖動(dòng)現(xiàn)象，不過很快得到了解決，也摸索了一些絕緣線芯抖動(dòng)的處置經(jīng)驗(yàn)。 但最近一次，整條生產(chǎn)線出現(xiàn)了未曾遇到的抖動(dòng)情況，網(wǎng)上搜尋資料，又沒這方面的介紹。 這是在制造35 kV 絕緣時(shí)，發(fā)生的整條交聯(lián)管抖動(dòng)，但絕緣線芯并不振動(dòng)的現(xiàn)象。 這種情況，雖然對(duì)制品質(zhì)量沒什么影響，但劇烈地抖動(dòng)對(duì)設(shè)備及建筑物存在破壞隱患。

1 懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線抖動(dòng)現(xiàn)象

正常生產(chǎn)了35 kV 300 mm2XLPE 絕緣線芯后，更換規(guī)格，進(jìn)行400 mm2三層共擠生產(chǎn)。 第一天，系統(tǒng)各方面正常。 從第二天起，生產(chǎn)線的交聯(lián)管（加熱段、過渡段和冷卻段）就產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，抖動(dòng)持續(xù)時(shí)間在1 ～30 min 之間不等，每次抖動(dòng)間隔10 min到10 h 也不等。 也就是說，10 h 不抖動(dòng)了，又突然間開始抖動(dòng)；或者剛平息沒幾分鐘，又開始抖動(dòng)了。 抖動(dòng)時(shí)，整條交聯(lián)管往復(fù)伸縮，有時(shí)輕微，有時(shí)劇烈。 劇烈時(shí)，三樓地面也感到振動(dòng)，三樓的三臺(tái)擠出機(jī)上的加料斗明顯左右晃動(dòng)。 好在交聯(lián)管抖動(dòng)時(shí)，絕緣線芯倒無什么偏心，制品質(zhì)量沒多大影響。但如此反復(fù)無常地抖動(dòng)，后果不堪設(shè)想。

2 抖動(dòng)原因查找及解決辦法

圖1 是這條半懸鏈生產(chǎn)線交聯(lián)管路示意圖，其中AB段、BC段和CD段分別是加熱段、過渡段和冷卻段。 加熱段、過渡段采用了懸鏈形式，而冷卻段，采用直線形式。 直線部分水平向下傾斜約0.5°。D是交聯(lián)線的下封口位置。 三臺(tái)擠塑機(jī)位于A處，分別是?65／20 內(nèi)屏蔽擠出機(jī)、?150／25 絕緣擠出機(jī)和?90／20 外屏蔽擠出機(jī)，擠出機(jī)通過三層共擠機(jī)頭與上密封裝置（伸縮管）連接，伸縮管后面便是交聯(lián)管，由8 段加熱、2 段過渡、12 段水冷卻構(gòu)成，全長(zhǎng)共132 m。 冷卻段是通過兩臺(tái)（一臺(tái)使用、一臺(tái)備用）并聯(lián)立式離心泵（功率為18.5 kW，排放速率為12.5 m3／h，揚(yáng)程為200 m），從容積為100 m3水池中抽水，從下封閉處將冷水打入冷卻段，流入圖中的C點(diǎn)位置的水氣平衡罐（又叫差壓罐）。 差壓罐通過翻板液位計(jì)控制罐內(nèi)水位。 當(dāng)水位高于翻板液位計(jì)上限時(shí)，氣動(dòng)球閥自動(dòng)打開，差壓罐內(nèi)的水排回水池。 水位低于翻板液位計(jì)下限時(shí)，氣動(dòng)球閥關(guān)閉。 如此循環(huán)，來補(bǔ)充冷水和控制管路內(nèi)水氣平衡。生產(chǎn)過程中，差壓罐內(nèi)，下面是水，上面是氮?dú)夂退魵饣旌衔铩?差壓管進(jìn)水部位設(shè)有過濾網(wǎng)，以防止切割電纜皮及交聯(lián)附屬物堵塞回水管。

圖1 懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)生產(chǎn)線管路

在2 節(jié)過渡段（又稱預(yù)冷段）的中間連接處，即圖中BC段的中間位置，有一路氮?dú)馀趴昭b置，由高溫閥控制，通過旋渦氣泵排放，停車時(shí)開啟，避免管內(nèi)異味進(jìn)入主機(jī)房，正常生產(chǎn)時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，抖動(dòng)因素應(yīng)該與此裝置無關(guān)；這個(gè)中間連接處，還有一路氮?dú)馀懦隹诤鸵宦放盼劭?，?.0 MPa 壓力下，它們的排放速率均為0.4 m3／h。 氮?dú)馀懦隹诤团盼劭谠诠艿来颂幧舷聦?duì)稱。 氮?dú)馀懦隹谟酶邷亻y連接在預(yù)冷管路的上方，向外定時(shí)排放，將混入氮?dú)庵械乃魵馀懦鲋潦彝獾牡叵聺B井，以防混合水蒸氣上行至加熱段，影響交聯(lián)質(zhì)量和水氣平衡；而排污口則是先通過一段圓柱形容器連接在預(yù)冷段管路下方。交聯(lián)副產(chǎn)物先是停留在圓柱容器內(nèi)，再通過高溫閥定時(shí)向外排放，以免堵塞管路。 排氣或排污都是以氣體形式釋放。

通過連續(xù)幾小時(shí)的觀察發(fā)現(xiàn)，幾乎每次抖動(dòng)，都發(fā)生在排氣或排污后，差壓罐的翻板液位計(jì)上升（俗稱補(bǔ)水）過程中。 如果排氣或排污后，差壓罐內(nèi)不是立即補(bǔ)水，而在向外排水，就不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)。 反之，即便在排氣或排污后，差壓罐內(nèi)即刻補(bǔ)水，又不一定每次都發(fā)生抖動(dòng)。 分析認(rèn)為，在排氣或排污后，氮?dú)鈮毫?huì)立即“減小”。 加熱段、預(yù)冷段管路的內(nèi)徑為?211 mm，生產(chǎn)的35 kV 400 mm2的絕緣線芯的平均直徑為48.4 mm，伸縮管長(zhǎng)約1 m，加熱段、預(yù)冷段每段長(zhǎng)為6 m，則管路內(nèi)氮?dú)怏w積約為：

排出時(shí)間為5 s，在1.0 MPa 壓力下，體積減少了約5.56× 10-4m3，在壓力不變時(shí)，體積減少了約0.275‰。 實(shí)際上，管路內(nèi)的體積是不變的，壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化，由1.0 MPa 減小到0.999 7 MPa。 然而，正常生產(chǎn)時(shí)，氮?dú)獾膲毫Σ▌?dòng)約為0.1 MPa，所以，這種排氣或排污引起的如此微小的壓力波動(dòng)可以忽略，不影響正常工作。 但在特定條件下，這種“減小”在差壓管內(nèi)液面上升，罐內(nèi)混合氣壓強(qiáng)增大的疊加作用下，誘發(fā)了冷卻管內(nèi)的冷水上行，上行的冷水在慣性作用下，壓縮了氮?dú)?，使得管?nèi)氮?dú)鈮毫哟?，氮?dú)鈮毫υ龃蠛?，又反彈，回推冷水，迫使冷水下行，慣性帶動(dòng)氮?dú)鈮簭?qiáng)“減小”，氣體壓力的“減小”再誘使冷水上行，如此反復(fù)，造成冷卻管內(nèi)冷水不斷地來回振蕩，帶動(dòng)交聯(lián)管路不斷地伸縮，產(chǎn)生共振。這個(gè)過程，快則幾分鐘，慢則半小時(shí)，等水氣平衡了，抖動(dòng)停止。 這也可以解釋為什么抖動(dòng)時(shí)間有長(zhǎng)有短的問題。 但為什么不是每次排氣后補(bǔ)水（液位計(jì)上升）時(shí)都發(fā)生抖動(dòng)呢？ 原因可能是，因?yàn)闅鈮汉退畨憾加胁▌?dòng)，不抖動(dòng)時(shí)補(bǔ)水時(shí)的壓力波動(dòng)沒能進(jìn)一步壓縮氮?dú)狻?在以前，生產(chǎn)從未發(fā)過這種抖動(dòng)現(xiàn)象，直至400 mm2這一規(guī)格正常生產(chǎn)了1 d 后，才出現(xiàn)這一現(xiàn)象。 只能解釋為，隨著生產(chǎn)的持續(xù)，廢料和雜物隨著交聯(lián)管逐漸下行到差壓罐位置，積聚到一定時(shí)間后，差壓罐內(nèi)過濾網(wǎng)被大面積堵塞，壓力平衡作用減弱到了極限所致。 要驗(yàn)證這一說法，只有停機(jī)，打開差壓罐檢查。 面臨的難題是，這一規(guī)格絕緣線芯生產(chǎn)還需約9 d 時(shí)間，如果馬上停機(jī)檢修，生產(chǎn)損失較大，還影響交貨期。

為了減少或消除這種抖動(dòng)現(xiàn)象，便于生產(chǎn)，本工作作了如下調(diào)整：將排氣、排污的開關(guān)延時(shí)，由原來的5 s 降至3 s，這樣，排出的氣體更少，壓力變化更小，減少了氣壓變化對(duì)抖動(dòng)的誘發(fā)能量。 這一調(diào)整后，抖動(dòng)頻率明顯減少，但偶爾仍有抖動(dòng)。 又將差壓罐的排水閥門盡量關(guān)小，使得排水時(shí)間變長(zhǎng)，同樣，翻板液位計(jì)上升時(shí)間也變長(zhǎng)，差壓罐內(nèi)的氣壓變化也減緩了，進(jìn)一步減少了抖動(dòng)的誘發(fā)概率。 為將抖動(dòng)概率減少到極限，再將交聯(lián)管下封口處的排水閥打開一點(diǎn)，少量排水，可減少進(jìn)水壓力的影響。 通過一系列的調(diào)整后，交聯(lián)線幾乎沒有發(fā)生抖動(dòng)，終于順利地完成了生產(chǎn)。

3 結(jié)束語

在生產(chǎn)任務(wù)結(jié)束后，作業(yè)人員檢修了設(shè)備，并打開了差壓罐，進(jìn)水處的濾網(wǎng)被絕緣皮等雜物堵塞了，回水嚴(yán)重受阻。 清理后，各種開關(guān)調(diào)整到正常位置，重新投入生產(chǎn)，這種抖動(dòng)現(xiàn)象再也沒發(fā)生過。

交聯(lián)管發(fā)生抖動(dòng)而又不允許立即停機(jī)檢修時(shí)，在排除抖動(dòng)，保證連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，改變排氣、排污開關(guān)延時(shí)時(shí)間，或者排氣、排污的間隔時(shí)間，應(yīng)注意觀察絕緣外屏蔽表面的質(zhì)量，防止絕緣外屏蔽表面受交聯(lián)副產(chǎn)物的污染嚴(yán)重，影響制品質(zhì)量；差壓罐的排水閥門調(diào)節(jié)大小時(shí)，切忌調(diào)節(jié)太猛，而影響壓力平衡和絕緣線芯的冷卻程度；下封口處的排水閥打開時(shí)，應(yīng)注意觀察離心泵抽水機(jī)的工作狀況和水池水位的變化，有些公司的下封口處的排水是直接排出到室外，而不進(jìn)入循環(huán)水池，這樣，就應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)水池水位，防止水池內(nèi)的循環(huán)水被抽干。

通過本次的抖動(dòng)排除，在要求作業(yè)人員定期清理交聯(lián)管內(nèi)交聯(lián)副產(chǎn)物時(shí)，還應(yīng)定期清理差壓罐等其他部件上的雜物。