熔體泵常見(jiàn)故障原因及對(duì)策分析

張營(yíng)

摘 要：熔體泵作為聚酯裝置的關(guān)鍵設(shè)備，從開(kāi)工以來(lái)，由于多種原因聚酯裝置使用的熔體泵在日常使用中，出現(xiàn)多次扭矩限制器脫落的情況，進(jìn)而導(dǎo)致熔體大量排廢，在影響生產(chǎn)效率的同時(shí)，也帶來(lái)了資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，車間采取了多種措施（如增加扭矩限制器設(shè)定值等） 對(duì)熔體泵的故障問(wèn)題進(jìn)行分析，但整體效果效果不好，也成為影響當(dāng)前裝置平穩(wěn)運(yùn)行的最大隱患。該文將研究熔體泵控制的方案，找出導(dǎo)致扭曲限制器脫開(kāi)的核心原因，進(jìn)而提出對(duì)原有方案加以改進(jìn)。通過(guò)對(duì)實(shí)際結(jié)果的評(píng)估，可以看出所采用的熔體泵控制方案的控制措施和方案是得當(dāng)?shù)摹?/p>

關(guān)鍵詞：熔體泵 故障分析 故障應(yīng)對(duì)

中圖分類號(hào)TQ0512l 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（b）-0061-02

熔體泵作為聚酯裝置的關(guān)鍵設(shè)備，從開(kāi)工以來(lái)，由于多種原因聚酯裝置使用的熔體泵在日常使用中，出現(xiàn)多次扭矩限制器脫落的情況，進(jìn)而導(dǎo)致熔體大量排廢，在影響生產(chǎn)效率的同時(shí)，也帶來(lái)了資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。熔體泵問(wèn)題對(duì)于車間的安全生產(chǎn)帶來(lái)了很大的隱患，針對(duì)這一問(wèn)題，車間采取了多種措施（如增加扭矩限制器設(shè)定值等）對(duì)熔體泵的故障問(wèn)題進(jìn)行分析，但整體效果效果不好。該文將研究熔體泵控制的方案，找出導(dǎo)致扭曲限制器脫開(kāi)的核心原因，進(jìn)而提出對(duì)原有方案加以改進(jìn)。

1 熔體泵原控制方案簡(jiǎn)介

熔體泵屬于高溫齒輪泵，造價(jià)較高。除了具備常用的聯(lián)鎖功能外，在泵體和電機(jī)之間，安裝了扭矩限制器，名為AUTOG URD，如果該限制器出現(xiàn)過(guò)載的情況，會(huì)使電動(dòng)機(jī)和泵體脫離，過(guò)載消除后，限制器復(fù)位運(yùn)行。該泵控制原理如下。

圖1展示了熔體泵的控制原理，該回路在DCS內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)。該泵的設(shè)計(jì)思路是對(duì)泵出口的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用變頻器對(duì)熔體泵的轉(zhuǎn)速甲乙調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)泵體出口壓力的穩(wěn)定。為了保持下游裝置熔體在壓力參數(shù)上的穩(wěn)定，需要將最終出口PIC-11820的壓力作為主回路，而泵出口壓力PIC-11807作為副回路。對(duì)于出口壓力的檢測(cè)，采用雙重方式檢測(cè)，在DCS上通過(guò)II-11807開(kāi)關(guān)可選擇采用哪一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。SI-11803負(fù)責(zé)檢測(cè)泵體的轉(zhuǎn)速狀況，而II-11836則是對(duì)電機(jī)的電流進(jìn)行檢測(cè)。在泵的出口壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，泵聯(lián)鎖停機(jī)；當(dāng)泵負(fù)荷大時(shí)，也即面臨的作用力增加時(shí)，就引起限制器脫開(kāi)，熔體泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

2 扭矩限制器脫開(kāi)的原因分析

車間的兩臺(tái)熔體泵在投用之后，出現(xiàn)了多次的限制器脫落事件，導(dǎo)致脫離的原因具有內(nèi)在的相似性。以發(fā)生在2014年7月28日的脫落為例，下表記錄了相應(yīng)的參數(shù)，而圖2展示了在限制器脫離前后的運(yùn)行趨勢(shì)圖。

通過(guò)表1可以看出，在熔體泵出現(xiàn)故障前后的狀況簡(jiǎn)述如下：在13：00：25時(shí)，該泵仍然運(yùn)行在正常狀況，經(jīng)過(guò)5s時(shí)間，到13：00：30時(shí)，熔體泵的出口壓力開(kāi)始從169.94kg/cm2下降至154.61kg/cm2，出現(xiàn)了15.33kg/cm2的降幅。由于控制方式此時(shí)為串級(jí)方式，為了保持壓力平穩(wěn)，PIC-11807.OP增大（由78.57%上升至86.57%），使泵轉(zhuǎn)速SI-11803.PV升高（由32rpm升至36.81rpm），電機(jī)電流急劇增大（由224A升至249.15A）。經(jīng)過(guò)事后的集中分析，導(dǎo)致出現(xiàn)泵體轉(zhuǎn)速和電流問(wèn)題的原因可能是泵入口固體顆粒堵塞，控制回路持續(xù)增加輸出，在半分鐘之后，即13：01：00時(shí)，達(dá)到了最高值，最終導(dǎo)致限制器脫落。

由于泵體壓力變化很快，事件出現(xiàn)的過(guò)程很短，在很短的時(shí)間內(nèi)（幾秒到十幾秒之間內(nèi)），現(xiàn)場(chǎng)操作人員難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)泵體的變化，即使能夠發(fā)現(xiàn)，也難以采取適當(dāng)?shù)拇胧?duì)故障進(jìn)行及時(shí)的處理。出現(xiàn)這種問(wèn)題的原因主要是工藝流程方面的，但也對(duì)熔體泵的管理和控制提出了新的要求，說(shuō)明在熔體泵的控制上，存在不完善、不到位的地方，沒(méi)有恰當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。基于上述理解，筆者對(duì)車間原有的熔體泵控制方案進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，主要是增加了聯(lián)鎖邏輯圖，如下圖所示，后續(xù)部分將對(duì)控制方案優(yōu)化和改進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

3 熔體泵控制方案改進(jìn)

通過(guò)前述分析可以知道，導(dǎo)致限制器脫落的主要原因是泵體的出口壓力急劇降低時(shí)，為了保持壓力的平穩(wěn)，熔體泵的轉(zhuǎn)速增加很快，出現(xiàn)泵體和電機(jī)聯(lián)軸器之間的作用力突然增大，最終導(dǎo)致扭矩限制器脫開(kāi)。結(jié)合這一原因分析，筆者嘗試在控制方案中，增加自動(dòng)切換控制方式的功能，在原有方案的基礎(chǔ)上，增加圖3所展示的聯(lián)鎖邏輯。

圖3所示的邏輯圖所完成的功能是：當(dāng)出口壓力PIC-11807的測(cè)量值大于警戒值1時(shí)、泵電流大于設(shè)定值2時(shí)，DCS發(fā)出緊急聲光報(bào)警；程序?qū)IC11807回路控制方式由串級(jí)或自動(dòng)立即切換到手動(dòng)，避免泵轉(zhuǎn)速無(wú)限增大。在熔體泵運(yùn)行時(shí)，PIC-11807輸出即泵轉(zhuǎn)速值進(jìn)行限制，即使在最大負(fù)荷時(shí)，PIC-11807回路輸出也不超過(guò)75%。。通過(guò)這些調(diào)整和改進(jìn)，在出現(xiàn)原有相似的泵體故障時(shí)，在操作人員沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的情況下，這一邏輯也能夠?qū)θ垠w泵的運(yùn)行和限制器的脫落進(jìn)行控制和保護(hù)。

在增加了這一聯(lián)鎖邏輯后，在緊急狀況下，可能會(huì)對(duì)下游生產(chǎn)裝置的運(yùn)行造成一定影響，但能夠減少非計(jì)劃停工的次數(shù)，也能夠更好地維持泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 效果分析

通過(guò)前后防方案的對(duì)比，該研究者對(duì)熔體泵的控制方案進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)，新方案實(shí)施之后的幾個(gè)月內(nèi)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)限制器脫落的故障，熔體泵整體上運(yùn)行正常，這與未改進(jìn)之前連續(xù)八個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)近10起脫落事件相比，成效明顯，也實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的改進(jìn)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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