PTA输送旋转阀故障分析与改进

张文龙

摘要：洛阳石化总厂聚酯装置外围料仓六台旋转阀，自投入运行以来，多次出现因离合器失效，轴承卡涩等故障发生自动停车和轴承损坏故障。通过分析，查找原因是由于离合器失效和氮气密封失效导致阀内物料外漏至填料与壳体的密封面和轴承内部导致阀体卡涩两方面引起的。在采取几种改进措施后，设备的运行周期已由原来的平均1月/台*次延长至12月/台*次，问题得以解决。

关键词：旋转阀;离合器;轴承;阀体;卡涩;改造

1.旋转阀简介

1.1旋转给料器工作原理

旋转给料器（旋转阀）的星形轮通过电机、变速齿轮箱、链轮而驱动。旋转阀安装于大料仓底部。当料仓中的物料因重力及气源压力的作用下落入旋转阀的星形轮轮辐内时，星形轮以一定的速度在旋转，这样，物料即能不断地进入输送管内。进入输送管内的物料，由于输送气体压力的作用而被推向前进。由于星形轮轮辐间是互相隔开的，并且轮辐与给料器壳体间是密封的，因此，物料落入输送管后能被脉冲式输送前进。

当物料从输送管中吹送出去后，输送管内之压力降到触点式真空表的设定值以下时，给料器的联锁就使给料器的传动装置继续运转，这样实行不断输送物料的任务。

如果输送管中压力增加至触点式真空表设定值以上时，给料器的联锁装置迫使给料器的传动装置立即停车，保证了安全运行。

1.2使用目的

聚酯装置中的旋转给料器即旋转阀，是专门供大料仓向日料仓输送管线加料用。

2.故障原因分析

2.1离合器失效

聚酯PTA粉料输送旋转阀采用短轴+摩擦盘+离合器的传动形式，其中离合器既是传动装置亦是过载保护装置。离合器因磨损、过载等故障因素会导致失效。

2.2阀体卡涩盘不动车或不运作

旋转阀轴承密封在阀体内部，靠轴封和氮气反吹进行密封，使阀内PTA粉料与轴承隔绝。但由于轴承密封在阀体内部，密封失效在外部很难判断。当轴封和气封失效时，阀体内的PTA粉末将被氮气从压力大的一端吹到压力小的一端，PTA的晶体融化温度分布于90～130℃的范围，当PTA粉末进入填料与转子之间的摩擦面后，摩擦温度一旦达到熔融温度，PTA粉末将由粉末状变为胶状，熔融的PTA粉末具有良好的力学性能，因此大大增加了转子的负荷，当PTA粉料被氮气吹入入轴承内，造成润滑不良，游隙增大，精度下降。从而导致轴承磨损失效就会造成阀体卡涩盘不动车。

2.3其它因素

减速箱摩擦副磨损;传动链及链轮磨损;介质干燥情况不好导致粉料结块;工艺波动导致阀体积料。

3.几种改进措施

3.1离合器失效的处理

3.1.1更换离合器。由于原装离合器是进口配件，购进困难，所以可以从国内寻找相类似产品进行替代使用;

3.1.2将原有定心铜套换成钢套，并在内加工标准双键槽（钢套外径尺寸φ100mm与配合部位为0.05mm过盈配合，内径φ55mm与厚度35mm不变）;原离合器位置及功效不变（为防止阀体卡阻，采用机械保护，同步增加转速为零时联锁停机保护功能）;在驱动端轴的相应位置加工标准双键槽，轴与轴套靠双键配合传动;平键尺寸按C型标准半圆平键制作，并加工固定平键销钉;采用双键的目的和作用是在离合器失效的情况下，双键连接继续起到传动作用，避免了因离合器失效导致阀不动作等故障。

设置阀体后端的测速探头感知阀体转速为零时，阀自保停车;减速箱内摩擦盘在过载时会打滑传动失效，实现阀体自保;电机过载自保;链条传动过载自保断裂四处连锁自保设置。

3.1.3轴承移到阀体外侧，不和PTA粉料接触;取消离合器传动，采用一根长轴;减速箱改为齿轮减速;手动调速改为变频调速调节负荷;轴封改为迷宫+填料+油封+氮气反吹，提高密封可靠性。

3.2阀体卡涩盘不动车或不运作处理

3.2.1轴承原在阀体内，可改造移到阀体外侧，轴承作用不变，但轴承不和PTA粉料接触，可以从根本上减少因进PTA粉料导致轴承卡死这种故障发生概率;

3.2.2提高轴封质量，延长使用寿命;

3.2.3原有密封形式为轴封+氮气密封，可在此基础上增加迷宫密封+填料密封，同时提高氮气密封压力，增加密封可靠性。

3.3其它故障因素处理

3.3.1旋转阀减速箱采用摩擦副进行调速，其材质为石墨，容易磨损，为减少设备故障率，可将其变为齿轮减速;

3.3.2更换链条及链轮;

3.3.3加强物料干燥及减少工艺波动。

4.实施效果及以后的改进方向

4.1实施效果

按照上述方案进行改造后设备运行周期从改造前的一个月到改造后的一年，解决了聚酯装置稳定运行的重大隐患。降低了PTA损耗和检维修工作量，取得了明显成效。

4.1.1 1022-V01C经4.1.2方案改造后，2012.7.13-2013.8.5期间进行过两次检修，故障原因分别为2013.6.25阀体进料卡死和2013.7.8减速箱漏油，并无离合器失效导致的故障发生，现设备运行正常。

4.1.2 1022-V01B经4.1.3方案更新后，设备无故障发生，设备运行正常。

4.1.3改进更新设备的运行周期已由原来的平均1月/台*次延长至12月/台*次。

4.2改进方向

由于4.1.3改进方案不但解决了离合器故障问题，也有效的排除了轴承进料卡涩等导致阀体卡死故障，故将用4.1.3方案对剩余设备陆续改进更新。

参考文献：

[1]金义强.石油化工设备维护检修规程，中国石化出版社.2004年.

[2]王治卿.聚酯装置设备基础知识，洛阳石化总厂化纤厂.1998年7月.