PTA装置离心机内部轴承密封结构改造

　　摘要:对PTA装置精制单元离心机进料端内部轴承密封结构进行了改造,克服了以前设计中密封不严对设备的正常运行带来的困难,延长轴承的使用寿命,提高了离心机的运转周期。
　　关键词:PTA;离心机;密封
　　中图分类号:TQ245.12;TQ051.84　　文献标识码:B　　文章编号:1008 8261(2008)02 0051 02
　　0　前言
　　乌鲁木齐石化公司化纤厂PTA装置是年产7.5万t的对苯二甲酸装置,整个生产过程分两大工段,一是对二甲苯(PX)与空气反应生成粗对苯二甲酸(CTA),二是通过CTA的精制得到精对苯二甲酸(PTA)。精制工段产品的固液分离采用的是卧式常压离心机。工艺流程如下:
　　1.离心机的结构及工作原理
　　离心机是由进料口,液体溢流出口和倾斜的固体排出区域组成的沉降容器,容器装有螺旋输送器,通过连续不断地高速运转和螺旋推动,使沉降的固体沿着容器的底部向上倾斜排出,固体从一端排出,而液体从另一端溢流出。
　　离心机主要部件是转鼓,螺旋输送器,差速器和过载保护装置。转鼓和输送器由电动机带动。输送器安装在转鼓里,其转速低于转鼓,由驱动输送器的行星齿轮装置来获得输送器的速度差异,齿轮的减速比确定了这个转速。为确定转鼓和输送器之间的相对速度,用转鼓转速除以减速比。离心机行星齿轮装置减速比为39：1,转鼓速度为1100r/min,则输送器转速为28r/min。
　　2　离心机存在的问题
　　乌鲁木齐石化公司化纤厂氧化装置是1995年投产的一套装置,随着设备运转时间的延长,4台离心机的运行周期都不断地下降,平均2～3个月(在正常的情况下,其运行周期应该在6个月以上)。离心机运行周期的缩短,对装置的长周期平稳运行造成极大的不利,也增加了职工劳动强度和检修费用。通过多年来对该设备故障原因的分析,认为该设备不能长周期运行的原因如下:
    (1)随着零部件的磨损和老化,对零件进行国产化。配件国产化后,油封和轴套的材质和耐磨性达不到要求,设备运转过程中油封和轴套之间间隙不断地增大,导致浆料很容易进到轴承里,将轴承污染,缩短轴承的使用寿命,也缩短了设备的运转周期。
    (2)零部件的磨损和变形,对设备的动平衡影响很大,平衡破坏后,设备运转过程中产生震动,震动会缩短设备的正常运行周期。
    通过对设备故障的分析,不断摸索和借鉴外部有价值的资源,对我厂的这台设备进行了改造。
    3.1　阻隔物料互窜,延长轴承使用寿命
    输送器组件依靠内部轴承系统旋转,进料端内部轴承组件包括大圆柱轴承和锥形推力轴承,分别承担径向载荷和推力载荷。所以轴承与浆料必须完全隔开。以前的设计中,固定进料管沿着机器中心线进入机器,浆料从进料管进入输送器原料室里,在机器高速运转时所产生的离心力的作用下浆料被甩到输送器壁上,其中一部分料经过轴套与油封之间间隙进入轴承里,将轴承污染、磨损。
    3　问题的解决
    针对离心机存在的问题上,对比了不同厂家的处理办法,有的厂家在内部轴承前安装了机械密封,使设备工作周期也保持在6个月左右,但是机械密封的成本很高。在对设备的深入了解之后,对我厂离心机内部轴承结构进行了改造。在进料端内部轴承前安装了一个甩液环。其作用是改变走料方向,防止物料进到轴承里,从而达到轴承与浆料完全隔开的目的,见图3。
    3.2　降低转子运转中的震动
    离心机在高速运转当中会产生震动,震动会加速部件的磨损和老化,所以在操作过程中,应该注意尽量减小震动。机器元件的磨损或变形而造成的机械不平衡会产生震动,固体不均匀地堆积在转鼓里造成的不平衡也可能产生震动。而对这些问题,我厂重新修订了离心机操作规程,要求操作人员在开车前必须严格执行机器清洗制度,杜绝物料堆积造成的不平衡;要求检修人员对解体设备必须进行动平衡实验。在动平衡实验中,首先要对每个旋转件分别做动平衡,设备组装完后,对整体设备再做一次动平衡。(离心机转鼓质量是1.5t,允许的机械不平衡量应小于195g。)在严格设备检修和操作规程之后,设备长周期运行得到了保障。
    从改造后的设备运行周期看,试验转鼓运行周期达到184d,达到了预期的目的,拆卸下来的转鼓轴承,没有因物料反窜导致润滑脂失效。
    4　改造效果
    2006年11月,离心机1421A进行大修,利用这次机会,对该转鼓内部轴承的密封进行改造,在轴承前加了一个甩液环,对转鼓也全面地做了一次动平衡。改造后投入使用,2006年11月20日投入运行,在按要求常规检修的184d中,该设备运转情况良好,达到了预期的目的,给氧化装置的长周期正常运行提供了良好的环境,也给厂里节省了不少的检修费用。