雙級推料離心機在氯酸鈉生產中的應用及改進
     余浩，崔政
            （重慶索特鹽化股份有限公司設備動力部，重慶404002）

摘要:雙級活塞推料離心機以其獨有的自動連續操作、生產能力高、功率消耗低等優勢，已被越來越多的氯酸鹽生產企業認識和使用。針對雙級推料離心機結構特點、氯酸鈉物料特性及在氯酸鈉脫水中存在的問題，提出了對雙級推料離心機在結構及操作維護上的改進。
    關鍵詞:氯酸鈉；雙級推料離心機；分離；爆炸
    中圖分類號：TQ051.8+4文獻標識碼：B文章編號：1005-8265（2011）03-0034-03
    0·前言
    氯酸鈉生產中脫水分離設備早期大多為三足式離心機，其生產效率低，操作不方便。后隨著雙級推料離心機技術的發展，其具有自動連續操作、生產能力高、功率消耗低且均勻、無峰值負荷、結構緊湊、耐腐蝕性好、運轉平穩振動小、對晶粒不易破碎、分離物料可洗滌等傳統優點外，還具有產量高、固體回收率高、物料含濕量低、能量消耗低等特點，現已廣泛用于氯酸鈉生產中。但由于氯酸鈉的物理及化學特性，以及管理上的一些問題，我公司于2003年10月投用的一臺HR400-N離心機使用一年多后便出現爆炸造成設備全部損壞的重大事故，此類事故在國內青海一家氯酸鈉廠家也曾發生。
    1·原因分析
    1.1物料特性
    1.1.1物理性質
    物料名稱氯酸鈉，化學分子式為NaClO3，常溫下為無色立方晶體或三方結晶或白色粉末，味咸而涼，密度2.490 g/cm3，熔點255℃，易溶于水，0℃在水中的溶解度為79 g，溶于乙醇、甘油、丙酮、液氨。
    1.1.2化學性質
    常壓下加熱至300℃以上易分解放出氧氣。在中性或弱堿性溶液中氧化力非常低，但在酸性溶液中或有誘導氧化劑和催化劑(如硫酸銅)存在時，則是強氧化劑，與酸類(如硫酸)作用放出二氧化氯；有極強的氧化力，與硫、磷和有機物混合或受撞擊，易引起燃燒和爆炸；易潮解。
    1.2設備結構
    設備物料部分與油壓系統動密封結構為：分離的大轉鼓后邊有兩個迷宮密封，分別是大轉鼓后側附帶圓環與外殼上圓環組成的第一級迷宮密封，其主要作用是阻止物料進入后腔，第二級是密封體與空心軸前端外圓組成的迷宮密封，其主要作用是防止液壓油漏出，同時阻止外面的物料進入油系統。小轉鼓推桿軸采取一個派克密封圈進行密封，以保證產品和液壓油不發生交叉污染。其結構如圖1所示。

             
    從圖1可看出當離心機后腔長期不沖洗或沖洗不干凈，物料便會順著大轉鼓后的迷宮密封之間的間隙進入機殼底板后腔，再經過一段時間便造成后腔排泄孔堵塞，最后物料便順著空心軸與密封體之間的間隙進入油系統，同時油系統中的油也會由相同的路徑到大轉鼓后腔（在制鹽系統離心機運行一年后便出現后腔被鹽嚴重堵塞）。另外推料軸前軸表面由于在不停的在物料和油系統中來回移動，而密封推料軸的密封圈不可能完全將物料和油隔離，同時密封圈也存在磨損，所以隨著運行時間變長，油系統中也會進入一定量的物料。
    1.3最終原因分析
    由于操作人員經常對離心機轉鼓清洗不干凈，造成轉鼓后腔積附大量的物料，同時物料進入油系統，另外設備維護保養中沒有及時更換液壓油，使油系統中物料含量較高。當這些條件達到一定程度后，再由于操作人員在離心機啟動時沒有清洗干凈離心機轉鼓上附著的物料，引離心機啟動后振動較大，產生劇烈摩擦，從而引起物料溫度劇烈上升，并產生大量的熱量，致使轉鼓底內物料發生燃爆鏈鎖反應，繼而引發油箱的爆炸。
    2·改進措施
    2.1設備結構改進
    我們與浙江設備生產公司相關技術人員一道對后腔迷宮密封等進行了改進。
    2.1.1后腔迷宮密封的改進
    將外轉鼓處的迷宮密封從中間移到邊沿，及將外轉鼓邊直接延長到后腔，而其內壁與密封支座體外圓形成迷宮密封。同時將后腔沖洗水從沖洗大轉鼓后底改成沖洗外轉鼓延長到后腔部分的外圓部分，沖洗水可直接流入母液。
    改進的優點：改進前進入后腔的物料沒有沖洗水進行沖洗，物料較易在后腔堆積，改進后由于外圓直接延長到后腔，進入后腔的物料在離心力的作用下摔落到外壁流入排卸孔，在定期沖洗便可避免物料在后腔堆積。進入后腔后物料液體及氣體動能被衰減后再通過迷宮密封，進入空心軸處迷宮密封的物料氣體及液體極少。同時由于有二級迷宮密封，液壓油進入后腔的數量也極少。結構如圖2所示。

             
    2.1.2外殼的改進
    在外殼后部增加一個觀察孔，可在啟動前檢查轉鼓外壁的清潔情況，如未沖洗干凈可及時進行清洗。
    2.1.3下料部分的改進
    在下料槽外加隔板，同時在下料法蘭下做漏斗將沖洗液接入母液管，可在下料時對轉鼓內壁進行沖洗且沖洗水也不會進入物料，這樣可在出現設備布料不均產生振動時及時對轉鼓內壁進行沖洗。結構如圖3所示。
    2.2電器上的改進
    2.2.1在主機啟動上采取變頻器啟動，變頻啟動可按照用戶的需要進行平滑地加速啟動，而直接啟動時啟動速度過快機械部分會產生劇烈的振動，這樣可避免由于開始轉鼓未清洗干凈或其他情況在開車時出現劇烈振動。同時變頻器還可用作過載保護，當負荷超過設定的負荷后可自動停機。
    2.2.2在主機上安裝在線測振儀，并通過儀表控制設定最高振動值，當離心機的振動值超過設定值后設備自動停機（我們將最高允許振動值設置成20 mm/s）。可避免設備劇烈振動對設備造成破壞，同時也可避免由于劇烈振動造成設備零部件之間的摩擦而使氯酸鈉發生化學反應而造成安全事故。
    2.3規范操作
    2.3.1要求運行人員在每次開車前需對內外轉鼓沖洗2分鐘，并進行盤車檢查，轉盤車靈活且檢查后腔無積料后方可開車。每次停車前沖洗干凈轉鼓上的物料后再沖洗5分鐘，可避免物料積聚在轉鼓外壁后腔等部位，保證設備在啟動時不會存在不平衡現象而產生劇烈振動。同時也可大大減少物料進入油系統的概率。在離心機工作時，保證進料的均勻連續，以免進料不均造成機器的振動。
    2.3.2對設備實行計劃檢修和維護。每半年對液壓系統液壓油進行更換，保證液壓油中的氯酸鈉含量在較低的水平（我公司將換下的油用作小泵的潤滑油）。
    對所有轉鼓螺栓每半年進行一次檢查，發現松動或損壞的及時進行更換，對大轉鼓后迷宮密封每年進行一次拆開清洗檢查，對推料同軸密封圈每年進行一次更換，減少物料進入油系統的概率。
    3·結論
    自2006年8月對雙級推料離心機結構上進行改進，并規范了操作，要求運行人員每班對轉鼓進行沖洗，保證設備平穩運行；另外定期對液壓油進行更換。在認真操作和精心維護和嚴格管理下，現離心機運行正常，各項指標穩定。