双级推料离心机在氯酸钠生产中的应用及改进
     余浩，崔政
            （重庆索特盐化股份有限公司设备动力部，重庆404002）

摘要:双级活塞推料离心机以其独有的自动连续操作、生产能力高、功率消耗低等优势，已被越来越多的氯酸盐生产企业认识和使用。针对双级推料离心机结构特点、氯酸钠物料特性及在氯酸钠脱水中存在的问题，提出了对双级推料离心机在结构及操作维护上的改进。
    关键词:氯酸钠；双级推料离心机；分离；爆炸
    中图分类号：TQ051.8+4文献标识码：B文章编号：1005-8265（2011）03-0034-03
    0·前言
    氯酸钠生产中脱水分离设备早期大多为三足式离心机，其生产效率低，操作不方便。后随着双级推料离心机技术的发展，其具有自动连续操作、生产能力高、功率消耗低且均匀、无峰值负荷、结构紧凑、耐腐蚀性好、运转平稳振动小、对晶粒不易破碎、分离物料可洗涤等传统优点外，还具有产量高、固体回收率高、物料含湿量低、能量消耗低等特点，现已广泛用于氯酸钠生产中。但由于氯酸钠的物理及化学特性，以及管理上的一些问题，我公司于2003年10月投用的一台HR400-N离心机使用一年多后便出现爆炸造成设备全部损坏的重大事故，此类事故在国内青海一家氯酸钠厂家也曾发生。
    1·原因分析
    1.1物料特性
    1.1.1物理性质
    物料名称氯酸钠，化学分子式为NaClO3，常温下为无色立方晶体或三方结晶或白色粉末，味咸而凉，密度2.490 g/cm3，熔点255℃，易溶于水，0℃在水中的溶解度为79 g，溶于乙醇、甘油、丙酮、液氨。
    1.1.2化学性质
    常压下加热至300℃以上易分解放出氧气。在中性或弱碱性溶液中氧化力非常低，但在酸性溶液中或有诱导氧化剂和催化剂(如硫酸铜)存在时，则是强氧化剂，与酸类(如硫酸)作用放出二氧化氯；有极强的氧化力，与硫、磷和有机物混合或受撞击，易引起燃烧和爆炸；易潮解。
    1.2设备结构
    设备物料部分与油压系统动密封结构为：分离的大转鼓后边有两个迷宫密封，分别是大转鼓后侧附带圆环与外壳上圆环组成的第一级迷宫密封，其主要作用是阻止物料进入后腔，第二级是密封体与空心轴前端外圆组成的迷宫密封，其主要作用是防止液压油漏出，同时阻止外面的物料进入油系统。小转鼓推杆轴采取一个派克密封圈进行密封，以保证产品和液压油不发生交叉污染。其结构如图1所示。

             
    从图1可看出当离心机后腔长期不冲洗或冲洗不干净，物料便会顺着大转鼓后的迷宫密封之间的间隙进入机壳底板后腔，再经过一段时间便造成后腔排泄孔堵塞，最后物料便顺着空心轴与密封体之间的间隙进入油系统，同时油系统中的油也会由相同的路径到大转鼓后腔（在制盐系统离心机运行一年后便出现后腔被盐严重堵塞）。另外推料轴前轴表面由于在不停的在物料和油系统中来回移动，而密封推料轴的密封圈不可能完全将物料和油隔离，同时密封圈也存在磨损，所以随着运行时间变长，油系统中也会进入一定量的物料。
    1.3最终原因分析
    由于操作人员经常对离心机转鼓清洗不干净，造成转鼓后腔积附大量的物料，同时物料进入油系统，另外设备维护保养中没有及时更换液压油，使油系统中物料含量较高。当这些条件达到一定程度后，再由于操作人员在离心机启动时没有清洗干净离心机转鼓上附着的物料，引离心机启动后振动较大，产生剧烈摩擦，从而引起物料温度剧烈上升，并产生大量的热量，致使转鼓底内物料发生燃爆链锁反应，继而引发油箱的爆炸。
    2·改进措施
    2.1设备结构改进
    我们与浙江设备生产公司相关技术人员一道对后腔迷宫密封等进行了改进。
    2.1.1后腔迷宫密封的改进
    将外转鼓处的迷宫密封从中间移到边沿，及将外转鼓边直接延长到后腔，而其内壁与密封支座体外圆形成迷宫密封。同时将后腔冲洗水从冲洗大转鼓后底改成冲洗外转鼓延长到后腔部分的外圆部分，冲洗水可直接流入母液。
    改进的优点：改进前进入后腔的物料没有冲洗水进行冲洗，物料较易在后腔堆积，改进后由于外圆直接延长到后腔，进入后腔的物料在离心力的作用下摔落到外壁流入排卸孔，在定期冲洗便可避免物料在后腔堆积。进入后腔后物料液体及气体动能被衰减后再通过迷宫密封，进入空心轴处迷宫密封的物料气体及液体极少。同时由于有二级迷宫密封，液压油进入后腔的数量也极少。结构如图2所示。

             
    2.1.2外壳的改进
    在外壳后部增加一个观察孔，可在启动前检查转鼓外壁的清洁情况，如未冲洗干净可及时进行清洗。
    2.1.3下料部分的改进
    在下料槽外加隔板，同时在下料法兰下做漏斗将冲洗液接入母液管，可在下料时对转鼓内壁进行冲洗且冲洗水也不会进入物料，这样可在出现设备布料不均产生振动时及时对转鼓内壁进行冲洗。结构如图3所示。
    2.2电器上的改进
    2.2.1在主机启动上采取变频器启动，变频启动可按照用户的需要进行平滑地加速启动，而直接启动时启动速度过快机械部分会产生剧烈的振动，这样可避免由于开始转鼓未清洗干净或其他情况在开车时出现剧烈振动。同时变频器还可用作过载保护，当负荷超过设定的负荷后可自动停机。
    2.2.2在主机上安装在线测振仪，并通过仪表控制设定最高振动值，当离心机的振动值超过设定值后设备自动停机（我们将最高允许振动值设置成20 mm/s）。可避免设备剧烈振动对设备造成破坏，同时也可避免由于剧烈振动造成设备零部件之间的摩擦而使氯酸钠发生化学反应而造成安全事故。
    2.3规范操作
    2.3.1要求运行人员在每次开车前需对内外转鼓冲洗2分钟，并进行盘车检查，转盘车灵活且检查后腔无积料后方可开车。每次停车前冲洗干净转鼓上的物料后再冲洗5分钟，可避免物料积聚在转鼓外壁后腔等部位，保证设备在启动时不会存在不平衡现象而产生剧烈振动。同时也可大大减少物料进入油系统的概率。在离心机工作时，保证进料的均匀连续，以免进料不均造成机器的振动。
    2.3.2对设备实行计划检修和维护。每半年对液压系统液压油进行更换，保证液压油中的氯酸钠含量在较低的水平（我公司将换下的油用作小泵的润滑油）。
    对所有转鼓螺栓每半年进行一次检查，发现松动或损坏的及时进行更换，对大转鼓后迷宫密封每年进行一次拆开清洗检查，对推料同轴密封圈每年进行一次更换，减少物料进入油系统的概率。
    3·结论
    自2006年8月对双级推料离心机结构上进行改进，并规范了操作，要求运行人员每班对转鼓进行冲洗，保证设备平稳运行；另外定期对液压油进行更换。在认真操作和精心维护和严格管理下，现离心机运行正常，各项指标稳定。