烷氧基化裝置切片機組優化改造

王明都

（江蘇斯爾邦石化有限公司，江蘇連云港 222002）

0 引言

烷氧基化裝置屬于精細化工批次生產模式的裝置，主要產品有表面活性劑（簡稱“表活”）和減水劑（簡稱“單體”）兩大系列，前者可以直接由液體形態灌裝，而后者則主要通過水冷轉鼓式冷凝結晶切片機組（簡稱“切片機”，又稱結片機）再加工，由液態轉變成固體片劑形態進行包裝銷售。實際運行中，切片機組經常發生故障，影響裝置的正常生產。決定對其實施改造、優化，解決生產運行中的諸多問題，并實現節能增效環保的目的。

1 基本情況概述

1.1 設備概況

切片車間共配置切片機組4 臺，單臺設計額定產能2 t/h（圖1）。

圖1 切片車間及切片機組

（1）切片機組由轉鼓、前后切刀、物料槽、機體伴熱及伴冷結構、機體螺旋輸送機、自吸泵以及各種電儀元件等構成，主要作用是將液體物料粘附旋轉冷卻凝結成固體片劑，切下片劑由螺旋輸送機輸送至儲料倉。其中，螺旋輸送機將切下的固體片劑逐級輸送到包裝物料罐；中間罐區齒輪為切片提供液體物料；冷凍水循環泵為切片機冷凍系統和伴冷系統提供冷凍水；機體螺旋輸送機將切下固體片劑輸送至下一級輸送機；自吸泵將切片內冷卻系統積水抽至回水管線，并調整保持與進水的平衡。

（2）空調機組向密封切片機內提供冷卻干燥風促進切片降溫，平衡除塵內的真空氣相，隔離外界高溫高濕氣體對切片的影響。

（3）冷凍機組對循環冷凍水不段的降溫，保證切片生產所需的低溫冷凍水，溫度可設定（切片冷水溫度調整范圍為5～12 ℃）。

（4）除塵機組由除塵風機和除塵器構成：除塵風機作用是將切片產生的微量粉塵抽走，提升產品質量，防止泄漏污染；除塵器將抽走的粉塵過濾回收。

1.2 減水劑特性

減水劑是指在混凝土和易性及水泥用量不變條件下，能減少拌合用水量、提高混凝土強度；或在和易性及強度不變條件下，節約水泥用量的外加劑。其主要物理性能指標見表1。

表1 減水劑的主要物理性能指標

2 切片機組優化改造背景

（1）切片機組在生產過程中存在以下問題：①生產片劑較薄約0.3 mm，抗粉碎能力極差，輸送過程中經過3～4 道輸送機攪拌擠壓后大部分已近粉末化，達不到客戶要求；②粉塵量大造成除塵系統回收率高，增加了后續處理的負擔；③粉塵泄漏量大污染環境，影響人身健康，損耗加大；④結合裝置產品特性，冷卻結晶慢，容易出粘料、表面粘易脫落，輸送中易堵塞通道損壞設備；⑤片劑厚度極薄且產量遠低于單臺設計2 t/h，僅有1.6 t/h。

（2）切片機組設計不夠完善，不方便操作人員進行巡檢維護及調試操作，冷凍水多次泄漏、澆淋損壞下游設備造成停車，轉筒冷卻系統無法調節平衡，造成切片生產不穩定、易出粘料。

（3）切片機組設計聯鎖不能滿足生產運行需要，如果摘除設計聯鎖，在操作運行中又無法避免設備損壞問題。但是設計聯鎖投用不僅頻繁損壞切刀，而且給調試操作帶來極大的工作量。

3 切片機組異常原因分析及優化改造措施

3.1 切片機突出異常原因及危害分析

（1）溢料。物料持續打入切片機料槽內，由于物料流量分布調節不均勻或進料大于切片出料量，料槽液位增高溢出至地面或設施上。危害：①物料短時內凝固，無法回收造成浪費污染；②液位熱能增加可能會打破與轉鼓冷換平衡，造成液態物料未完全結晶成粘料狀進入螺旋輸送機內，堵塞通道、損壞下游設備。

（2）粘料。原因：①物料與轉鼓間冷換調節失衡造成的未完全結晶的整個轉鼓或局部位置形成粘料；②由后刀間隙調節過大造成的冷換結晶不完整造的粘料；③轉鼓變頻調節轉速過快造成；④切片機側刀調節不到位、局部出粘料等。粘料是切片機組危害最大、最頻繁的現象，其清理困難費時、堵塞下游設備、增加轉動設負載損壞設備和構件。此異常直接降低切片效率30%，是影響生產的主要因素。

（3）脫皮。開車初始階段轉鼓冷換能力大于物料熱能，切片后刀間隙過大，貼近轉鼓的物料瞬間冷卻結晶收縮變形導致的半結晶物料脫離轉鼓、短時間轉鼓不掛料，此異常會引發溢料。

（4）堵塞。堵塞主要是由粘料造成的，也是操作設備程序顛倒使固體物料未有效的輸送至下游單元，此異常會導致設備或構件損壞，引發整個輸送系統故障。

（5）漏水。續進入轉鼓的冷凍水量大于自吸泵輸出量，轉鼓內液壓增高，冷凍水沿著旋轉接頭法蘭處泄漏澆淋下游設備引發故障停車。

3.2 切片機組優化改造措施

3.2.1 前后刀的優化修整（圖2）

目的：提高前刀形位精度，切出完整物料；增加后刀刀口強度，延長使用壽命，規范引導物料流出厚度，精確調節間隙。

措施：前刀材質為絕緣膠木，磨削加工要求刀口直線度0.2 mm 以內，厚度0.3 mm 左右；后刀經磨削加工要求刀口直線度0.5 mm 以內，厚度1 mm 左右，并更換后刀材質為11#硬尼龍，提高刀具韌性，可以重復修整使用，壽命由3 個月提高至一年以上。

3.2.2 切片側刀優化修整

目的：防止轉鼓側面高料位時掛料，從根本上解決局部粘料問題，避免粘料累積成塊狀脫落卡制損壞設備。

圖2 后刀的優化修整

措施：經過測量計數，側刀刀口寬度增加75 mm，焊接后機加工，形位精度小于0.2 mm。

3.2.3 噴頭優化調整（圖3）

目的：提高轉鼓內壁冷卻效果，調整噴頭結構位置，平衡冷換面積，觖決卡刀問題，消除脫皮現象，可以提高切片效率和均衡后刀間隙，提高切片效率15%以上。

圖3 噴頭的優化調整

措施：所有噴頭更換為螺旋型式噴頭，取消后刀對應位置居中間7 個噴頭，前刀對應位置居中間5 個噴頭，用管帽封堵。

3.2.4 切片機后刀口增加伴熱及增加第二道后刀管（圖4）

目的：觖決后刀刀口物料凝堵粘刀現象；增加二道后刀管限制切片厚度防止出粘料，提高后刀調節精度，降低后刀損壞程度，減少90%出粘料概率，可提高切片效率30%以上。

措施：后刀架徑向增加焊接40 mm×30 mm 蒸汽伴熱管路（或電加熱管）與刀架平行，距刀口處平行間距10 mm；距后刀架垂直上方300 mm 平行間距增設伴熱管線，定位與轉鼓平行間距1 mm。

3.2.5 切片滾冷凍水出口管線優化整改（圖5）

目的：目視冷凍水流態調整冷凍水流量平衡，提高切片效率，杜絕冷凍水泄漏澆淋下游設備，觖決自吸泵氣蝕或抽空引起的機械密封損壞事件。

措施：自吸泵入口管線焊接增加管視鏡。

3.3 切片機組配套設備優化改造

3.3.1 切片粉塵優化整改（圖6）

目的：平衡罐內壓力防止粉塵外漏污染環境，影響操作人員健康。

整改措施：料罐增設平衡管線，管段和閘板閥門，接入切片除塵管線系統。

圖4 增加伴熱及增加第二道后刀管

圖5 玻璃管視鏡

3.3.2 切片機傳動機構優化整改（圖7）

目的：提高潤滑效果，減少鏈輪、鏈條磨損和維護潤滑勞動強度。

措施：在防護罩基礎上，焊接油槽，槽深以鏈輪底部輪齒完全浸入油中為準；防護罩底邊滿焊，開口側加焊溢油檔板/邊；油槽底部開放油口，并焊接螺栓絲堵，便于檢修維護，實現油浸式潤滑。

3.3.3 切片螺旋輸送機軸優化改造

目的：減小輸送機軸的徑向竄動量，降低輸送速度，防止切片輸送中被粉碎，提高切片質量，提高軸強度防止徑向竄動和兩端軸承的磨損。

措施：切片機組機自帶輸送機和末端輸送機增加變頻器控制；旋轉輸送軸增加中間滑動軸承可拆裝式支承構件，內嵌滑動軸承材質為11#硬尼龍。

圖6 新增除塵管道

圖7 鏈條防護罩

3.3.4 切片機操作平臺優化改造（圖8）

目的：便于操作調整，可以兼顧機組間巡檢調試操作。

措施：焊接操作平臺（2500 mm×600 mm×600 mm 含梯子）或多個可移動平臺；機組間焊接連接平臺。

4 切片機組關聯系統聯鎖優化整改

優化設備聯鎖，提高設備操作可靠性，減少設備故障損壞（表2）。

表2 切片機組聯鎖整改統計

5 優化改造效果分析

5.1 改造效果統計（表3）

5.2 改造效果總結

（1）解決了切片粉塵量過大影響產品質量（至少0.5 mm 厚度）的問題。

（2）基本解決了切片粉塵泄漏污染環境和損耗問題，將影響降至最低。

（3）降低了崗位操作調試、巡檢維護的勞動強度。

（4）通過切片聯鎖優化整改，降低了切片及其配套設備故障損壞的概率，保護設備運行異常停車，不間接損壞，不擴大損壞設備；提高了設備異常處理效率，為生產節約更多時間；優化改造共消耗材料成本約3.5 萬元（含修舊利廢），人工時約600 個。

圖8 操作平臺及護欄

表3 改造效果統計

（5）切片設備通過優化整改可提升30%的產能，避免因切片質量問題影響生產效益，減少因更換配套輸送設備帶來近50萬元的成本投入，系統設備節省電費230 萬元/年。

6 結束語

在工作崗位中應充分了解現場切片機組是的工作原理、設備性能配置、產品特性以及運行工況，參于到實踐中去，統計設備各方面異常情況，深入研究，以求找到最佳解決措施，完成公司給予的工作目標；通過不斷總結學習，領悟更前沿科學技術，豐富經驗知識，提升專業技能水平；下一步工作目標是創新思維，繼續優化技術改造，減少操作勞動強度，實現設備由手動向自動化發展。