強氯精氯化釜攪拌銅套磨損分析與改進

廖華水

【摘 要】氯化釜是強氯精生產過程中的主要設備，在使用中發現氯化釜攪拌銅套磨損嚴重，嚴重影響生產的連續性。通過對故障情況進行分析，認為攪拌擺動大是磨損的主要誘因。提出對氯化釜冷卻水銅套改為壓蓋軸承座型式，并對支座軸承加裝潤滑機構，更換低轉速電機，對日常使用維護人員加強培訓，制定使用維護章程，并提高維修人員的維修技能等主要改進措施。經驗證，改進措施行之有效，大大減低了維修率。

【關鍵詞】氯化釜；銅套磨損；壓蓋軸承座；加裝潤滑機構；降低攪拌轉速

南寧化工股份有限公司精細化工廠主要生產任務是生產高效廣譜的消毒劑——三氯異氰尿酸（俗名強氯精）。三氯異氰尿酸是氯代異氰尿酸系列產品之一，學名三氯-均三嗪2，4，6（1H，3H，5H）三酮，英文名稱Trichl0ID-isocyantlric Acid.簡稱TCCA，純品為粉末狀白色結晶，有效氯理論含量91.54%，工業品有效氯含量不低于85%，活性氯含量比漂白粉高2～3倍。TCCA的殺菌性能優異，是新一代的廣譜、高效、低毒的殺菌劑，漂白劑和防縮劑。主要用于飲用水，工業循環水、游泳池、餐館，旅店、公共場所，家庭、醫院、禽蛋和防治魚病變等的消毒殺菌。

1 強氯精的生產工藝簡介

氰尿酸（英文縮寫：CA）與液堿反應生成氰尿酸三鈉鹽（簡稱：三鈉液），氰尿酸三鈉鹽再與氯氣反應生成三氯異氰尿酸，通過結晶，干燥而制成粉狀成品。該反應主要是在氯化釜中完成的，氯化釜作為強氯精生產過程中的主要設備，一旦發生故障，必將嚴重影響整個生產。

2 設備概況

氯化釜是由釜體、攪拌槳、攪拌電機、減速機、支座以及支點（包括冷卻水套、內嵌銅套）等六個部件組成。

該釜支座與攪拌間通過聯軸器聯接，攪拌支點處為冷卻水套內嵌銅套，采用的是簡單密封和滑動摩擦，可以減少冒氯氣并限制攪拌槳擺動幅度。在實際使用過程中發現攪拌橫向擺動大，銅套處不時有尖銳金屬摩擦聲，銅套磨損率很高，平均三個月就要更換，嚴重影響了生產的連續性。

3 銅套磨損原因分析

該氯化釜屬于大型攪拌反應釜，容積7000L，攪拌長度3.6m，支座2.3m。經長期使用觀察，發現由于原支座傳動軸軸承初始設計無潤滑機構，軸承在運行一段時間后，軸承缺油發熱，造成軸承的損壞，使傳動軸產生橫向擺動。與之剛性相連的攪拌也隨著擺動，造成銅套支點處摩擦力變大，加快了銅套的磨損。而銅套的磨損使攪拌與銅套間隙變大，又加大了擺動，這樣形成了惡性循環，使銅套磨損率大大提升，一個銅套往往使用不到二三個月就需更換，造成了生產的被動。

另一方面由于采用了懸臂長軸結構，并且沒有設置中軸承和底軸承，軸端撓性大。而攪拌支點采用了冷卻水套內嵌銅套，攪拌與銅套直接接觸，產生滑動摩擦。由于加工及現場安裝條件的限制，并不能使攪拌嚴格對中，攪拌實際上處于不規則的圓周運動，這樣勢必會造成銅套的磨損。

4 對策

減小攪拌的擺動，勢必也會減少銅套的磨損。傳統的攪拌設備設計過去一直采用設置中軸承和底軸承的措施，這樣固然可以減小軸端撓度，但是卻大大增加了多點對中的難度?，F場考察證明，多點對中的安裝質量很差，因為轉軸被約束在不對中的支撐中勉強的運轉，結果磨損極為嚴重，往往平均三個月就需停車檢修。對于大型攪拌反應釜的中軸承和底軸承都因尺寸較大耗材較多，再加上需與氯氣等強腐蝕性物料接觸，一般碳鋼、不銹鋼材料難以適用，需用到昂貴的金屬—鈦，其更換費用相當昂貴。不僅如此，對中不良的中軸承和底軸承，必然造成電耗的明顯增加。耗材耗時耗電是中、底軸承帶來的嚴重問題。

這里主要采用四個措施：1、采用更合理的支點形式；2、支座軸承增設潤滑機構；3、降低攪拌轉速；4、提高員工技能，加強日常維護。

4.1 采用更合理的支點形式

原先氯化釜攪拌支點由銅套與壓蓋配套組成，中間敷與填料。隨著運行時間的增長，填料被很快磨損，銅套與壓蓋之間間隙變大，攪拌擺動也變大，形成惡性循環?，F將氯化釜攪拌的支點由原來的銅套型式改為壓蓋軸承座型式，去掉冷卻水套。改造前后的攪拌示意如下圖1。

圖1氯化釜攪拌冷卻水套銅套改造

由于采用了固定支點固定攪拌，并將原先的銅套改為調心軸承，使攪拌擺動時能自動對中，并使滑動摩擦轉為滾動摩擦。經實際使用，攪拌擺動在允許的范圍內，設備運行平穩，連續運行半年無異常。

4.2 支座軸承增設潤滑機構

支座軸承使用一段時間后就需要加黃油，否則支座軸承就會加快磨損，磨損的支座軸承同時也會加快冷卻水套銅套的磨損。但設備原有設計中沒有加油口，難以加黃油。氯化釜冷卻水套銅套進行改造的同時，在支座軸承蓋上加裝黃油杯，可以定時加油，以減小支座軸承磨損。

4.3降低攪拌轉速

攪拌轉速越高，離心力也越高，支點受力就大，出故障概率就高。因此在滿足工藝要求下，取轉速的最低值，無疑能降低故障率。在本設備中，降低轉速只能從減速機及電機著手。由于減速機在制造過程中，其輸入輸出比已固定，只能更換整個減速機，更換成本高，不劃算。在減速機輸入輸出固定情況下，改變電機轉速可以加裝調速器及更換電機。加裝調速器，成本高昂，加上現場安裝環境惡劣，也不合適。剩下只能更換電機，更換的電機可以用到其他部門，也不至于造成閑置浪費。

4.4提高員工技能，加強日常維護

好的設備必須同時有好的使用維護人員，才能讓設備更好的服務于生產，擁有更長的使用周期。在氯化釜的使用過程中，經常能發現人員的操作不規范，為貪圖方便省略操作步驟。如電機啟動前應該試點動，但員工都是直接啟動，很容易造成設備故障，釀出安全事故。在氯化釜維修中也出現了許多問題，如聯軸器裝好按要求需打表，校驗同軸度，但現在都是目測，很難保證精準度。諸如此類，還有許多。

針對以上問題，為保證氯化釜的完整率，降低檢修率，制定了新的使用維護檢修章程，并進行每月考核獎懲。每月對班組及檢修人員進行培訓，半年一次技能考核。

4 結語

通過對氯化釜冷卻水銅套改為壓蓋軸承座型式，并對支座軸承加裝潤滑機構，在工藝許可要求下更換低轉速電機，對日常使用維護人員加強培訓，制定使用維護章程，同時對維修人員進行技能提高。通過這些改進措施，在試驗的半年中設備運行平穩，攪拌擺動小，無異常噪聲，無一次因攪拌故障而檢修。實踐證明，該改進是成功有效的，大大降低了設備的檢修頻率，保證了生產的連續性，創造出了巨大的經濟效益。

參考文獻

[1] 趙軍，段成紅.化工機械基礎.北京：化學工業出版社.2011.

[2]朱有庭，曲文海，王浦義.化工設備設計手冊.北京：化學工業出版社.2004.