
自1836年 台工业用三足式离心机在德国问世,迄今一百多年以来离心机已获得很大的发展。各种类型的离心机品种繁多,各有特色,正在向高技术参数、系列化、自动化方向发展。现今离心机已广泛应用于化工、石油化工、石油炼制、轻工、医药、食品、纺织、冶金、煤炭、选矿、船舶、军工业等各个领域,离心机已成为国民经济各个部门广泛应用的一种通用机械。
LW500A离心机是4万t/a PVC装置中的关键设备。由于P4600NMA离心机具有生产能力大特点,因此同样的能耗,使PVC生产成本较低,已呈现替代其它型离心机的趋势。
由于国内化工行业大中型氯碱厂生产PVC树脂脱水用离心机,大多为从日本巴工业株式会社引进的P4600L离心机,该机一般为2万t/a PVC装置用。而目前许多PVC厂改扩建提高产量,该机已不能满足要求,再引进需花费大量外汇。为此实现P4600NMA离心机国产化,用以替代进口很有必要。
1 结构特点
LW500A离心机主要由转鼓部、差速器部、机壳部等部件组成。该机在设计过程中,充分考虑国情,其结构主要特点:
(1)该机在设计过程中,充分考虑到现有P4600L离心机应用厂家的实际情况,无需变更设备基础及其它安装条件,即可应用LW500A离心机。
(2)该机电机功率为90kW,同P4600L离心机相匹配,包括电器控制柜也可通用,无需更换。
(3)差速器为双级2K-H型渐开线行星齿轮差速器,由英制改为公制,加工方便,并可完全与P4600L离心机差速器互换。
(4)自控联锁及过载保护。该机是连续运转设备,为防止偶然现象发生,而不致使机器发生破坏,设有如下自动联锁:
①润滑系统。该系统设有油压保护,当油压低于设定值时,自动报警并切断主电机电源,该系统必须重新启动后方可启动主电机。
②扭矩控制系统。若因物料波动或其它原因而致使离心机扭矩过大超过限定值时,安全装置动作,触及行程开关,发出信号切断主电机电源同时报警,保护差速器不发生破坏。
(5)检修安装方便。该机在设计过程中,充分考虑到应用厂家检修方便。将主机轴承座由整体结构更改为剖分式轴承座。
2 主要技术参数的确定
2.1 分离因数的确定
分离因数是表示离心机分离能力的主要指标,是代表离心机性能的重要标志之一。
LW500A离心机用于低聚合度聚氯乙烯浆料的分离。由于分离因数同转鼓直径及旋转速度有关,根据P4600L离心机现有参数在设计时确定转鼓直径为Φ508mm,主机旋转速度为2750r/min,差转速为56r/min,控制分离因数在2150即可达到同类型离心机在PVC浆料分离的工艺要求。
2.2 回转部件结构尺寸的确定
(1)转鼓部。离心机转鼓采用柱锥结构,由于转鼓体的长径比是离心机中很关键的参数,依据物料特性及与P4600L离心机相比较,确定转鼓的长径比为2.5:1。根据国内外离心机的 经验,转鼓采用整体双锥角结构。在转鼓中焊有6条防滑筋板,此结构更改可使离心机在保证原工艺参数条件下,将产量提高至5t/h干聚氯乙烯生产能力。
(2)螺旋部。螺旋部是依靠螺旋叶片直接与沉渣接触并输送沉渣的部件。本机设计的螺旋叶片垂直于回转转鼓侧母线,为双螺旋结构,导程为204mm,螺旋叶片厚度为8mm,锥角为15°和3°。螺旋与转鼓之间的间隙值控制在1.5mm,螺旋叶片旋向为左旋。
(3)差速器部。差速器部是离心机中复杂而又重要的部件,其性能与质量的优劣决定整台设备的工作性能,转鼓与螺旋之间的转速差依靠差速器部件来实现。根据物料扭矩及P4600NMA离心机应用情况,设计了双级2K-H渐开线行星齿轮差速器。该机差速器与P4600L离心机差速器相同,完全可替代进口机型差速器。
3 LW500A离心机同P4600L离心机技术参数对比
项目 | P4600L离心机 | LW500A离心机 |
转鼓直径/mm | 508 | 508 |
转鼓长度/mm | 1250 | 1250 |
转鼓转速/r/min | 2750 | 2750 |
分离因数 | 2150 | 2150 |
差转速/r/min | 56 | 56 |
处理能力/t/h | 2.5 | 5 |
电机功率/kW | 90 | 90 |
应用场合 | PVC脱水 | PVC脱水 |
固相含湿量/% | 20~27 | 20~27 |
液相含固量/10-6 | <300 | <300 |
4 离心机空试车及负荷试车数据
LW500A离心机经过在厂内空试车运行后,1997年12月在吉化电石厂PVC车间进行了工业性生产考核试车,现已连续运转近1年时间,各项性能指标达到了设计要求,完全能够满足PVC浆料脱水的工艺要求。
项目 | P4600L离心机 | LW500A离心机 | |||
电机电流/A | 90 | 90 | |||
日产量/t | 62 | 75 | |||
固相含湿率/% | 22.32 | 24.83 | |||
液相含固量/10-6 | <300 | <300 | |||
空载 | 前轴承振幅 | +20 | -26μm | +25 | -30μm |
后轴承振幅 | +28 | -35μm | +30 | -38μm | |
电机振幅 | +38 | -40μm | +40 | -42μm | |
负荷 | 前轴承振幅 | +25 | -28μm | +28 | -33μm |
后轴承振幅 | +30 | -35μm | +30 | -32μm | |
电机振幅 | +40 | -42μm | +40 | -43μm | |
空载 | 前轴承油温/℃ | 50 | 52 | ||
后轴承油温/℃ | 47 | 50 | |||
负荷 | 前轴承油温/℃ | 55 | 55 | ||
后轴承油温/℃ | 50 | 53 | |||
噪声/dB | 85 | 88 |
测试条件:室温28℃,离心机负荷均为90A
5 结束语
LW500A离心机通过空运转及工业性生产考核试车,其测试数据达到了设计要求的技术指标,试制是成功的。为我国分离机械行业的产品又增添了一个新的品种,填补了国内空白,尤其为低聚合度聚氯乙烯生产提供了一个理想的单元分离设备。其工艺参数和机械参数已达到国际90年代初同类产品的 水平,适用于低聚合度聚氯乙烯生产,完全可以替代国外同类机型。LW500A离心机的研制成功,在节约投资等方面具有显著的经济效益和社会效益,除对我国聚氯乙烯工业发展具有重要意义外,还可以推广到其它行业。