裂化劑裝置圓盤給料機(jī)故障原因分析及改進(jìn)措施

邵曙光，閆俊杰

（中國(guó)石化催化劑有限公司長(zhǎng)嶺分公司，湖南 岳陽(yáng) 414000）

圓盤給料機(jī)是中國(guó)石化催化劑有限公司長(zhǎng)嶺分公司微球、半合成車間兩套裂化劑生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行效果直接影響著整套裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。該設(shè)備在運(yùn)行中存在運(yùn)行周期短、故障率高的情況，對(duì)裝置正常連續(xù)生產(chǎn)造成了較大的影響，而且每次搶修所需時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大。維修車間利用其停工檢修的契機(jī)，對(duì)圓盤給料機(jī)的主軸軸承及減速機(jī)輸出軸密封進(jìn)行了改進(jìn)，從根本上解決了圓盤給料機(jī)使用周期短的問題，為微球和半合成兩套裝置的安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了保障。

1 圓盤給料機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理

圓盤給料機(jī)的主要作用是將經(jīng)過帶濾機(jī)過濾后的濾餅攪碎，并確保物料能夠均勻地進(jìn)入爐子的強(qiáng)化器。

圓盤給料機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)裝置（蝸輪蝸桿）、筒體、軸承與軸、撥料圓盤、料耙、下料擋板、槽鋼支架等組成，如圖1 所示。圓盤給料機(jī)工作時(shí)通過電機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與蝸輪垂直相連的立式軸傳動(dòng)。在立式軸上安裝有撥料圓盤和料耙，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，粉料從筒體上部半開的頂板進(jìn)料口進(jìn)入，物料在下落過程中，與做圓周運(yùn)動(dòng)的料耙不斷撞擊，結(jié)塊的粉料被打碎，破碎后的粉料最終落在撥料圓盤上，圓盤一方面起擋料作用，另一方面在離心力和安裝在圓盤上的輻條的作用下，使粉料沿徑向向邊緣均勻運(yùn)動(dòng)至下料口。下料口設(shè)有兩片用來調(diào)節(jié)物料出料量的擋板，用于手動(dòng)調(diào)節(jié)粉料的出料量，完成整個(gè)給料工作[1-3]。

圖1 圓盤給料機(jī)主體結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 設(shè)備特點(diǎn)

1）連續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，安全可靠，設(shè)備自身安全保護(hù)性好。

2）運(yùn)行過程中對(duì)物料適應(yīng)性好，給料均勻，能很好地阻止物料結(jié)塊、堵塞現(xiàn)象，物料破損和損耗小。

3）結(jié)構(gòu)緊湊，占地小。

4）構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，便于安裝和維護(hù)保養(yǎng)。

5）運(yùn)輸能力較小，功率低，但由于傳達(dá)方式關(guān)系，效率較低。

6）垂直延伸長(zhǎng)度有限，不適用于垂直方向長(zhǎng)距離的物料輸送。

7）調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度較低。

1.3 設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

設(shè)備運(yùn)行參數(shù)見表1。

表1 設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

2 主要故障及原因分析

2.1 主要故障[4-6]

2.1.1 主軸軸承卡死

圓盤給料機(jī)在運(yùn)行少則1 月，多則3～4 個(gè)月便出現(xiàn)主軸軸承進(jìn)料、軸承卡死的故障。這種情況還會(huì)因?yàn)橹鬏S滾動(dòng)軸承卡死后，軸承跑內(nèi)圈而使主軸與軸承的配合部位發(fā)生磨損，造成主軸磨損失效。同時(shí)，主軸磨損后檢修更換主軸的工作量非常大，每次檢修所需的時(shí)間都超過30 h，造成裝置長(zhǎng)時(shí)間非計(jì)劃停工。

2.1.2 蝸輪、蝸桿的滾動(dòng)軸承卡死或損壞

圓盤給料機(jī)在運(yùn)行過程中，物料和水很容易通過底部蝸輪蝸桿減速機(jī)輸出軸的動(dòng)密封點(diǎn)進(jìn)入減速機(jī)內(nèi)，使減速機(jī)的潤(rùn)滑油污染，繼而造成蝸輪、蝸桿的滾動(dòng)軸承卡死或損壞。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成渦輪或蝸桿的磨損加劇而失效，使之不能正常運(yùn)行。

2.2 故障原因分析

圓盤給料機(jī)的物料來自帶式過濾機(jī)，一旦發(fā)生帶濾機(jī)真空度達(dá)不到工藝要求，就會(huì)造成帶濾機(jī)的物料嚴(yán)重帶水，進(jìn)入到圓盤給料機(jī)。干料不容易進(jìn)入圓盤給料機(jī)攪拌主軸的軸承，而由于濕料比干料的滲透性強(qiáng)，在使用過程中一旦物料進(jìn)入到攪拌主軸軸承座內(nèi)，導(dǎo)致軸承潤(rùn)滑脂不良，就會(huì)造成軸承滾動(dòng)體銹蝕卡死、損壞。并且水及物料沿?cái)嚢柚鬏S向下流，進(jìn)入到底部的蝸輪蝸桿減速機(jī)內(nèi)，造成減速機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油變質(zhì)、滾動(dòng)軸承卡死及蝸輪蝸桿的齒面磨損失效等故障。

3 解決措施

3.1 加強(qiáng)操作避免物料帶水

從源頭帶濾機(jī)的操作上想辦法，消除物料嚴(yán)重帶水的現(xiàn)象。帶濾機(jī)運(yùn)行中必須要保證真空度時(shí)刻達(dá)到工藝要求，但是在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中，達(dá)到這一條件比較困難。

3.2 進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式改進(jìn)

從圓盤給料機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)上想辦法，對(duì)圓盤給料機(jī)攪拌主軸的軸承及蝸輪蝸桿減速機(jī)輸出軸的動(dòng)密封點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，使圓盤給料機(jī)能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。

3.2.1 主軸軸承部位改造

原設(shè)備主軸軸承箱密封形式采用骨架密封，軸承為兩套30319 角接觸滾動(dòng)軸承，如圖2 所示。滾動(dòng)軸承對(duì)使用的潤(rùn)滑條件要求比較高，在使用過程中一旦進(jìn)入異物或潤(rùn)滑油脂受到污染，軸承很容易工作失效。因此，滾動(dòng)軸承不適用于此工作環(huán)境，需要對(duì)原軸承進(jìn)行改型，將滾動(dòng)軸承改成滑動(dòng)軸承[7-8]。

圖2 改造前的圓盤給料機(jī)主軸軸承示意圖

滑動(dòng)軸承具有承載能力高、耐沖擊載荷、徑向尺寸小等優(yōu)點(diǎn)。在滾動(dòng)軸承難以滿足要求的場(chǎng)合，選用滑動(dòng)軸承能很好地滿足設(shè)備運(yùn)行需求[9-10]?；瑒?dòng)軸承的材質(zhì)有銅、鑄鐵、尼龍、合金等。根據(jù)立式圓盤給料機(jī)工作轉(zhuǎn)速較低（小于500 r·min-1），軸承的工作部位又處于立式，軸承的徑向載荷小，只起到承受很小徑向力的徑向定位和導(dǎo)向作用，對(duì)滑動(dòng)軸承的使用精度要求不高等特點(diǎn)，決定選用鑄鐵材質(zhì)（經(jīng)濟(jì)、易加工）最為合適[8-10]。僅管介質(zhì)含有水和顆粒物料，但對(duì)滑動(dòng)軸承的正常運(yùn)行不會(huì)造成大的影響?？紤]到鑄鐵套會(huì)對(duì)主軸產(chǎn)生磨損，更換處理主軸的工作量很大、檢修時(shí)間較長(zhǎng)且主軸的成本高等因素，為提高主軸的使用壽命周期，特在軸承部位加裝一個(gè)鋼套以保護(hù)主軸本體不受到磨損（鋼套與軸采用熱裝過盈配合），檢修時(shí)只需要更換主軸的保護(hù)套。圖3 為改造后的圓盤給料機(jī)原主軸軸承示意圖。

圖3 改造后的圓盤給料機(jī)主軸軸承示意圖

3.2.2 蝸輪蝸桿減速機(jī)輸出軸密封部位改造

蝸輪蝸桿減速機(jī)處于圓盤給料機(jī)的最下端，減速機(jī)輸出軸密封點(diǎn)的位置容易產(chǎn)生積水，且順流而下的水和物料很容易通過密封點(diǎn)而進(jìn)入減速箱內(nèi)。一旦工況發(fā)生異常，進(jìn)入圓盤給料機(jī)的水和物料會(huì)沿著主軸向下，在密封處形成積水和積料，使水和物料進(jìn)入到減速機(jī)內(nèi)，造成減速機(jī)的潤(rùn)滑油污染，蝸輪、蝸桿的滾動(dòng)軸承卡死或損壞，嚴(yán)重時(shí)造成渦輪或蝸桿的損壞，不能正常運(yùn)行。圖4 為改造前的蝸輪蝸桿減速機(jī)輸出軸密封示意圖，圖5 為改造后的蝸輪蝸桿減速機(jī)輸出軸密封示意圖。

圖4 改造前的蝸輪蝸桿減速機(jī)輸出軸密封示意圖

為解決減速機(jī)輸出軸的密封問題，將輸出軸的軸承壓蓋進(jìn)行改造。具體方法是：

1）加工一個(gè)引伸鋼套，與軸配合間隙2 mm，材質(zhì)Q235，與軸承壓蓋采用螺紋連接成一體，螺紋連接處用螺紋鎖固劑加以密封，這樣密封點(diǎn)比原來向上提高了50 mm，使原來的動(dòng)密封點(diǎn)變成了靜密封點(diǎn)。

2）為了防止水和粉塵從引伸鋼套與軸的間隙處進(jìn)入到減速機(jī)內(nèi)，采用迷宮密封的形式，在軸上過盈安裝一個(gè)密封帽（材質(zhì)為尼龍），反扣到引伸鋼套上，起到密封作用。

4 結(jié) 論

通過對(duì)圓盤給料機(jī)進(jìn)行改造，有效地解決了設(shè)備故障率高、運(yùn)行周期短、制約裝置產(chǎn)能的問題。從設(shè)備改造后的使用情況看，效果比較好。主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

1）設(shè)備運(yùn)行周期大幅提升，從原來的1～3 個(gè)月提升至18 個(gè)月以上。

2）設(shè)備故障率降低，減少了裝置非計(jì)劃停工。

3）大幅降低了鉗工檢維修強(qiáng)度，降低了檢修安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)節(jié)約了配件成本和檢修施工成本。

4）設(shè)備運(yùn)行周期的延長(zhǎng)，為裝置安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)，為提升產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量提供了保障。

5）該改造方法簡(jiǎn)單、成本低、效果明顯，可以應(yīng)用在其他運(yùn)行環(huán)境惡劣的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備上，如蝸輪蝸桿減速機(jī)輸出軸改造可以應(yīng)用在攪拌罐罐頂軸承的防護(hù)上，具有在石油化工行業(yè)推廣的價(jià)值。