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刮板冷凝器内轴承的改造优化

https://www.zbgthg.com 发布日期:[ 2018年10月18日 ]

1刮板冷凝器的工作原理

由于聚酯装置反应器是在真空环境下生产工作的,在反应器的真空抽吸过程中,反应器内的低聚物会被真空抽出,沿着真空系统中的管道壁凝聚聚集,因而造成真空系统管道堵塞。

为防止反应器中的低聚物聚集在真空系统管道的表面,所以在反应器真空气相管出口设置刮板冷凝器装置,使真空系统抽出的低聚物在刮板冷凝器内部筒体表面凝聚,然后由刮板冷凝器内部旋转刮刀,将凝聚在筒壁表面的低聚物刮下,随喷淋液一起流出,沿刮板冷凝器底部大气腿管道排放至下部设备液封罐内,避免了真空气相管道的堵塞。

2刮板冷凝器的内部结构

刮板冷凝器的内部结构示意图见图1。如图1所示,刮板冷凝器是由电机减速器、联轴器、轴封、内部轴承和刮刀组成,真空系统所抽取出的低聚物就是从顶部喷淋处进入刮板冷凝器筒体,由内部旋转的刮刀将其刮下排除的。
图1 刮板冷凝器结构示意图

内部轴承主要用于固定内部刮刀轴及刮刀架以及转动功能。内部轴承结构图如图2所示。
图2 刮板冷凝器内部轴承图

3内部轴承工作状况

刮板冷凝器属于卧式搅拌设备,该设备为低速重载设备,因此卧式部分尾端搅拌轴就是采用的双排滚柱调心轴承来支撑的;由于刮板冷凝器是连续性生产装置,位于内部的转动部件日常无法维护,一旦内部轴承磨损或损坏,将直接导致刮刀无法运行,甚至刮刀损坏,从而造成真空系统抽出的低聚物大量堆积,堵塞大气腿或真空气相管道,造成整套聚酯装置被迫停车检修,由此可见保证刮板冷凝器内部轴承完好的重要性。

由于刮板冷凝器是给反应器建立真空的重要设备,在抽取真空时的高温气体含有大量低聚物杂质,并混合循环喷淋的乙二醇介质会一同进入刮板冷凝器内,因为工作环境负责,所以该轴承不能按照常规方法加注润滑脂,而是设有单独的冲洗系统,冲洗介质为新鲜乙二醇,新鲜乙二醇冲洗的主要作用是冷却、清洗、润滑轴承,之所以选用新鲜乙二醇是为了避免润滑介质中的杂质对轴承的影响,从而保证轴承的良好润滑和运行。

4内部轴承磨损分析

在近几年生产过程中,我公司多个装置中的刮板冷凝器出现卡阻现象,且日常巡检可听到内部异常声音,并发生一起内部轴承损坏破碎掉入底部液封罐内的设备事故,在后期装置停车检修中对频繁出现卡阻和轴承损坏的刮板冷凝器进行检查,通过对减速器与刮板轴的对中打表测量,排除对中不好因素。在进罐检查中,测量刮刀与筒壁间距也在正常范围以内,刮板冷凝器桶内也并无较大物料卡阻,但在所拆卸出的刮板冷凝器内部轴承均生锈严重,且内部低聚物物料较多,轴承磨损严重。

内部轴承运行状况极差,通过原因分析得出以下结论:

(1)轴承选型不合理,冲洗乙二醇含有一定水分,而设计使用的轴承为普通钢架保持架调心滚子轴承,受工作环境影响而生锈。

(2)乙二醇冲洗润滑流量不足,造成润滑不充分和外部物料进入。

(3)内部轴承座设计缺陷,为使冲洗润滑的乙二醇有效排出,起到冲洗效果,在设计上原轴承压盖留有排液孔洞,造成进入轴承室的乙二醇直接从孔洞排出,不能填充满轴承室起到充分润滑作用;且两侧轴承压盖均没有密封设计,较大的缝隙导致了润滑介质的过多流失,并使真空抽出的反应物料进入轴承室,加剧设备磨损。

5设备改进及技术优化

5.1重新选型内部轴承

将原设计中使用的套圈引导钢制保持架轴承,替换为滚子引导铜合金车制保持架轴承,避免轴承生锈,增加耐磨性和承受更大的重载力。

5.2设计密封型轴承座

将原内部轴承座两侧压盖拆卸下进行加工,车出凹槽并安装骨架油封,使轴承室形成密封腔,在安装骨架油封时需要注意,必须将乙二醇润滑管对面的骨架油封进行反向安装,这样安装是为了使冲洗润滑的乙二醇在压力的作用下,沿着反向安装的骨架油封唇口冲出,保证轴承座密封腔内乙二醇的充分填充和润滑,并可防止由真空系统抽出的低聚物和烟气进入轴承室造成卡阻磨损。

骨架油封采用耐高温氟橡胶材质,在新鲜乙二醇的冲洗润滑下可以起到良好的降温作用,使其不受设备内部环境温度影响,保证使用寿命。将改造后的轴承座压盖组装,整装后将轴承座恢复安装至刮刀轴上,连接乙二醇冲洗管线,不会对原设计设备运转产生影响。增加骨架油封的组装图和内部轴承改造前后效果图见图3和图4。
图3 增加骨架油封组装图
图4 内部轴承改造前后效果图
 

6改造成果验证

因我公司聚酯装置为连续生产装置,停车大修周期为3~4年/次,设备自改造投入使用后近4年时间,在2017年底设备大修中,对改造使用的刮板冷凝器内轴承进行使用效果检查,通过拆卸发现,轴承内部干净无杂物,轴承完好,无明显磨损痕迹,使用效果非常好,且此方法已在本公司多套聚酯装置进行推广使用。

综合上述问题,对问题设备进行了针对性的技术改进和优化,通过技术手段,实现了聚酯设备在使用周期内平稳运行,避免了设备故障导致的临时性停车事故发生,有效延长了内部轴承的使用寿命,效果显著。

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