聚合釜噴淋閥的改造

2014-08-23 張云潔新疆天業(yè)(集團)有限公司

　　分析了聚合釜噴淋閥在使用過程中出現(xiàn)的故障，并提出了技術(shù)改造方案。改造后，大大降低了噴淋閥的故障率，提高了聚合釜的利用率。

　　新疆天業(yè)天辰化工有限公司40萬t/a　PVC裝置共采用10臺105m3全流通內(nèi)夾套聚合釜，產(chǎn)能按SG5型PVC樹脂設(shè)計，分為兩條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線有5臺聚合釜，每臺聚合釜上配備2臺電動噴淋閥(一大一小)，用于聚合投料前防粘釜劑的涂布和反應(yīng)結(jié)束后出料時聚合釜壁的沖洗。PVC懸浮聚合工藝中防粘釜工作意義重大，因為聚合釜粘釜情況不同，就會不同程度地影響聚合過程的生產(chǎn)安全、單釜產(chǎn)能和產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量;噴淋閥作為防粘釜劑的最直接涂布設(shè)備，其運行情況會直接影響涂壁效果和聚合釜粘釜情況。噴淋閥的故障率較高，可直接影響到聚合釜的利用率。在生產(chǎn)運行過程中，針對大噴淋閥出現(xiàn)的各種故障，進行了統(tǒng)計歸類，然后分析原因并消除了引發(fā)故障的主要因素，大大降低了噴淋閥的故障率，提高了聚合釜的利用率，節(jié)約了運行成本。

1、聚合釜噴淋閥的工作原理及使用情況

　　聚合釜噴淋閥由電動執(zhí)行器和閥體兩大部分組成。閥體的主要構(gòu)成部件有絲桿、柱塞、柱塞頭、噴淋管、導(dǎo)向環(huán)、密封環(huán)以及超越離合器等。工作過程如下：控制室發(fā)出動作指令控制電動執(zhí)行器帶動絲桿順時針旋轉(zhuǎn)，在超越離合器的控制下，推動柱塞向下運動，安裝在柱塞底部的噴淋管從噴淋閥閥體內(nèi)伸出，在到達柱塞運行的最下端時開始旋轉(zhuǎn)，防粘釜劑或沖洗水從噴淋管中噴出，完成防粘釜劑的涂布或出料的沖洗工作。涂布或沖洗工作完成后，控制室發(fā)出動作指令控制電動執(zhí)行器帶動絲桿逆時針旋轉(zhuǎn)，在超越離合器的控制下，帶動柱塞向上運動，在到達柱塞運行的最頂端時，由柱塞頭對密封環(huán)提供一定的預(yù)緊力對閥體底部形成密封，以保證在聚合釜反應(yīng)過程中無泄漏情況發(fā)生，如此完成1個工作周期。

2、使用過程中存在的問題及分析

　　在實際生產(chǎn)過程中，噴淋閥的使用情況并不好，主要問題表現(xiàn)在以下5點。

　　(1)電動執(zhí)行器故障。當(dāng)電動執(zhí)行器出現(xiàn)故障時，主要表現(xiàn)為電動噴淋閥無法正常打開(現(xiàn)場手動可以打開，控制室無法打開)。通過分析發(fā)現(xiàn)，造成電動執(zhí)行器故障的主要原因是：當(dāng)閥出現(xiàn)故障或執(zhí)行器帶動絲桿旋轉(zhuǎn)被卡住時，電動執(zhí)行器過載，造成執(zhí)行器保險管燒壞，使閥無法正常打開。

　　(2)噴淋閥無法打開和關(guān)閉。電動執(zhí)行器帶動絲桿旋轉(zhuǎn)時，絲桿與柱塞同步運動，導(dǎo)致閥門無法正常打開。分析認為造成這種故障的原因有：①電動執(zhí)行器扭矩開關(guān)調(diào)整不當(dāng)，造成關(guān)閉閥門時拉力過大，導(dǎo)致閥門無法打開;②密封環(huán)磨損，導(dǎo)致柱塞行程變長，使柱塞頭進入閥體過深，造成閥門無法打開;③絲桿底部緩沖銅塊受壓過大變形，導(dǎo)致閥門無法打開;④閥桿松動導(dǎo)致噴淋閥無法打開。

　　(3)柱塞頭斷裂，噴淋管脫落。經(jīng)過分析，認為造成此種故障的主要原因是：①自身材質(zhì)的問題，在制造過程中未充分考慮到現(xiàn)場使用情況，韌性不足;②為了保證密封性能好、無泄漏，在閥關(guān)閉時，柱塞頭提供持續(xù)的拉力作用在密封環(huán)上，長時間受力，造成柱塞頭疲勞斷裂。

　　(4)電動執(zhí)行器動作閥不動作。造成這種故障的原因是：電動執(zhí)行器與絲桿依靠鍵連接，當(dāng)閥桿松動造成閥無法動作時，電動執(zhí)行器和絲桿連接部位的鍵受力非常大，造成鍵被切斷，使執(zhí)行器與絲桿脫離。

　　(5)涂壁液噴淋和沖洗水沖洗效果差。通過分析，認為原因是進口濾網(wǎng)目數(shù)偏小，只過濾掉50%的雜質(zhì)。對大于833μm(20目)的濾網(wǎng)進行檢測與統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)297.5μm(50目)的濾網(wǎng)就可以保證過濾效果。

　　針對以上故障，專門成立了技術(shù)課題小組，對故障進行統(tǒng)計、分析。首先對噴淋閥故障進行統(tǒng)計，繪制了故障統(tǒng)計表(見表1);另外，對噴淋閥故障進行了詳細的分類，對造成故障的原因進行分析，并繪制了如表2所示的分類表。

表1 故障統(tǒng)計表

聚合釜噴淋閥的改造

　　從表1可以清晰地看出：噴淋閥的平均故障率為9.78%，已經(jīng)嚴重影響了正常生產(chǎn)。

　　從表2可以看出：閥桿松動是噴淋閥故障率高的主要原因，所以從噴淋閥閥桿松動下手，解決其故障率高的問題。

表2 故障分類表

聚合釜噴淋閥的改造

　　用專業(yè)的分析方法，通過人、機、料、法、環(huán)5個方面對閥桿松動進行分析，找到了6條末端因素，分別是：①對員工考核不全面，②維修噴淋閥專業(yè)技能培訓(xùn)不合格，③閥桿與絲頭受力不均，④電動執(zhí)行器轉(zhuǎn)速過高，⑤噴淋閥裝配沒有具體安裝說明，⑥釜內(nèi)環(huán)境溫度過高或過低。

　　分析第1條因素，新疆天業(yè)天辰化工有限公司有全面的考核標準，從公司考核、分廠考核、班組考核乃至個人考核，抽查了7-10月的考核表，每個月都有嚴格的考核，所以這不是主要原因。分析第2條因素，通過現(xiàn)場的測試和對以往的培訓(xùn)記錄進行驗證，發(fā)現(xiàn)理論和實際操作合格率均達到100%，所以這也不是主要原因。分析第3條因素，用專業(yè)設(shè)備檢查絲桿與絲頭的受力情況，發(fā)現(xiàn)最大受力值為8.4N，最小受力值為2.7N，可以看出閥桿受力不均是導(dǎo)致閥桿松動的主要原因。分析第4條因素，現(xiàn)場驗證了電動機的轉(zhuǎn)速，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)速為23.25r/min，在規(guī)定范圍內(nèi)，所以這不是主要原因。再驗證第5條因素，通過查找，新疆天業(yè)天辰化工有限公司有詳細的裝配說明，所以這條也不是主要原因。分析第6條因素，通過中控檢測聚合釜的溫度，發(fā)現(xiàn)溫度都在規(guī)定的范圍內(nèi)，所以這條也不是主要原因。通過逐條驗證，發(fā)現(xiàn)造成閥桿松動的主要原因是閥桿與絲頭受力不均。

3、解決措施

　　通過探討，針對不同的故障原因，采取了不同的應(yīng)對措施，具體如下。

　　(1)針對電動執(zhí)行器故障，聯(lián)系廠家進行指導(dǎo)，對電動執(zhí)行器的扭矩開關(guān)進行精確的調(diào)整，保證噴淋閥在工作中處于合適的扭矩值，既能保證閥門正常運行，又能使故障率大大降低。

　　(2)針對閥桿松動造成的故障，如果更換噴淋閥閥桿與絲頭，不僅耽誤時間，而且還要花費大量的物力和人力，所以更好的解決辦法是：在閥桿與絲頭處加入一個抱箍裝置，這樣不僅不用更換備件，而且安裝容易，花費很少就能達到目的。方案確定后，繪制了抱箍的裝配圖，送至加工廠進行加工，完成后安裝至指定位置。開車試機，用專業(yè)設(shè)備測量閥桿與絲頭的受力情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)平均受力在規(guī)定范圍內(nèi)。

　　(3)針對柱塞頭斷裂造成的故障，聯(lián)系廠家對柱塞頭進行了重新設(shè)計，在保證噴淋流量的情況下，將柱塞頭直徑增大，改進柱塞頭加工工藝，對柱塞頭進行熱處理，提高材料的韌性，使柱塞頭斷裂的情況大大減少。

　　(4)針對噴淋閥噴淋沖洗效果差的故障，更換了噴淋閥進口處濾網(wǎng)，采用297.5μm(50目)以上的過濾網(wǎng)，保證了過濾精度，防止了噴淋管的堵塞。

　　(5)對密封環(huán)也進行了改進，將原有材質(zhì)進行了改造，大大增加了密封環(huán)的使用壽命，降低了噴淋閥的維修次數(shù)。

　　采取以上改造措施后，為了驗證改造是否有效果，對2012年1-4月噴淋閥的故障進行統(tǒng)計，結(jié)果見表3。

表3 采取改造措施后故障統(tǒng)計表

聚合釜噴淋閥的改造