PTA輸送旋轉閥故障分析與改進

張文龍

摘要：洛陽石化總廠聚酯裝置外圍料倉六臺旋轉閥，自投入運行以來，多次出現因離合器失效，軸承卡澀等故障發生自動停車和軸承損壞故障。通過分析，查找原因是由于離合器失效和氮氣密封失效導致閥內物料外漏至填料與殼體的密封面和軸承內部導致閥體卡澀兩方面引起的。在采取幾種改進措施后，設備的運行周期已由原來的平均1月/臺*次延長至12月/臺*次，問題得以解決。

關鍵詞：旋轉閥;離合器;軸承;閥體;卡澀;改造

1.旋轉閥簡介

1.1旋轉給料器工作原理

旋轉給料器（旋轉閥）的星形輪通過電機、變速齒輪箱、鏈輪而驅動。旋轉閥安裝于大料倉底部。當料倉中的物料因重力及氣源壓力的作用下落入旋轉閥的星形輪輪輻內時，星形輪以一定的速度在旋轉，這樣，物料即能不斷地進入輸送管內。進入輸送管內的物料，由于輸送氣體壓力的作用而被推向前進。由于星形輪輪輻間是互相隔開的，并且輪輻與給料器殼體間是密封的，因此，物料落入輸送管后能被脈沖式輸送前進。

當物料從輸送管中吹送出去后，輸送管內之壓力降到觸點式真空表的設定值以下時，給料器的聯鎖就使給料器的傳動裝置繼續運轉，這樣實行不斷輸送物料的任務。

如果輸送管中壓力增加至觸點式真空表設定值以上時，給料器的聯鎖裝置迫使給料器的傳動裝置立即停車，保證了安全運行。

1.2使用目的

聚酯裝置中的旋轉給料器即旋轉閥，是專門供大料倉向日料倉輸送管線加料用。

2.故障原因分析

2.1離合器失效

聚酯PTA粉料輸送旋轉閥采用短軸+摩擦盤+離合器的傳動形式，其中離合器既是傳動裝置亦是過載保護裝置。離合器因磨損、過載等故障因素會導致失效。

2.2閥體卡澀盤不動車或不運作

旋轉閥軸承密封在閥體內部，靠軸封和氮氣反吹進行密封，使閥內PTA粉料與軸承隔絕。但由于軸承密封在閥體內部，密封失效在外部很難判斷。當軸封和氣封失效時，閥體內的PTA粉末將被氮氣從壓力大的一端吹到壓力小的一端，PTA的晶體融化溫度分布于90～130℃的范圍，當PTA粉末進入填料與轉子之間的摩擦面后，摩擦溫度一旦達到熔融溫度，PTA粉末將由粉末狀變為膠狀，熔融的PTA粉末具有良好的力學性能，因此大大增加了轉子的負荷，當PTA粉料被氮氣吹入入軸承內，造成潤滑不良，游隙增大，精度下降。從而導致軸承磨損失效就會造成閥體卡澀盤不動車。

2.3其它因素

減速箱摩擦副磨損;傳動鏈及鏈輪磨損;介質干燥情況不好導致粉料結塊;工藝波動導致閥體積料。

3.幾種改進措施

3.1離合器失效的處理

3.1.1更換離合器。由于原裝離合器是進口配件，購進困難，所以可以從國內尋找相類似產品進行替代使用;

3.1.2將原有定心銅套換成鋼套，并在內加工標準雙鍵槽（鋼套外徑尺寸φ100mm與配合部位為0.05mm過盈配合，內徑φ55mm與厚度35mm不變）;原離合器位置及功效不變（為防止閥體卡阻，采用機械保護，同步增加轉速為零時聯鎖停機保護功能）;在驅動端軸的相應位置加工標準雙鍵槽，軸與軸套靠雙鍵配合傳動;平鍵尺寸按C型標準半圓平鍵制作，并加工固定平鍵銷釘;采用雙鍵的目的和作用是在離合器失效的情況下，雙鍵連接繼續起到傳動作用，避免了因離合器失效導致閥不動作等故障。

設置閥體后端的測速探頭感知閥體轉速為零時，閥自保停車;減速箱內摩擦盤在過載時會打滑傳動失效，實現閥體自保;電機過載自保;鏈條傳動過載自保斷裂四處連鎖自保設置。

3.1.3軸承移到閥體外側，不和PTA粉料接觸;取消離合器傳動，采用一根長軸;減速箱改為齒輪減速;手動調速改為變頻調速調節負荷;軸封改為迷宮+填料+油封+氮氣反吹，提高密封可靠性。

3.2閥體卡澀盤不動車或不運作處理

3.2.1軸承原在閥體內，可改造移到閥體外側，軸承作用不變，但軸承不和PTA粉料接觸，可以從根本上減少因進PTA粉料導致軸承卡死這種故障發生概率;

3.2.2提高軸封質量，延長使用壽命;

3.2.3原有密封形式為軸封+氮氣密封，可在此基礎上增加迷宮密封+填料密封，同時提高氮氣密封壓力，增加密封可靠性。

3.3其它故障因素處理

3.3.1旋轉閥減速箱采用摩擦副進行調速，其材質為石墨，容易磨損，為減少設備故障率，可將其變為齒輪減速;

3.3.2更換鏈條及鏈輪;

3.3.3加強物料干燥及減少工藝波動。

4.實施效果及以后的改進方向

4.1實施效果

按照上述方案進行改造后設備運行周期從改造前的一個月到改造后的一年，解決了聚酯裝置穩定運行的重大隱患。降低了PTA損耗和檢維修工作量，取得了明顯成效。

4.1.1?1022-V01C經4.1.2方案改造后，2012.7.13-2013.8.5期間進行過兩次檢修，故障原因分別為2013.6.25閥體進料卡死和2013.7.8減速箱漏油，并無離合器失效導致的故障發生，現設備運行正常。

4.1.2?1022-V01B經4.1.3方案更新后，設備無故障發生，設備運行正常。

4.1.3改進更新設備的運行周期已由原來的平均1月/臺*次延長至12月/臺*次。

4.2改進方向

由于4.1.3改進方案不但解決了離合器故障問題，也有效的排除了軸承進料卡澀等導致閥體卡死故障，故將用4.1.3方案對剩余設備陸續改進更新。

參考文獻：

[1]金義強.石油化工設備維護檢修規程，中國石化出版社.2004年.

[2]王治卿.聚酯裝置設備基礎知識，洛陽石化總廠化纖廠.1998年7月.