熔體泵常見故障原因及對策分析

張營

摘 要：熔體泵作為聚酯裝置的關鍵設備，從開工以來，由于多種原因聚酯裝置使用的熔體泵在日常使用中，出現多次扭矩限制器脫落的情況，進而導致熔體大量排廢，在影響生產效率的同時，也帶來了資源浪費和經濟損失，車間采取了多種措施（如增加扭矩限制器設定值等） 對熔體泵的故障問題進行分析，但整體效果效果不好，也成為影響當前裝置平穩運行的最大隱患。該文將研究熔體泵控制的方案，找出導致扭曲限制器脫開的核心原因，進而提出對原有方案加以改進。通過對實際結果的評估，可以看出所采用的熔體泵控制方案的控制措施和方案是得當的。

關鍵詞：熔體泵 故障分析 故障應對

中圖分類號TQ0512l 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0061-02

熔體泵作為聚酯裝置的關鍵設備，從開工以來，由于多種原因聚酯裝置使用的熔體泵在日常使用中，出現多次扭矩限制器脫落的情況，進而導致熔體大量排廢，在影響生產效率的同時，也帶來了資源浪費和經濟損失。熔體泵問題對于車間的安全生產帶來了很大的隱患，針對這一問題，車間采取了多種措施（如增加扭矩限制器設定值等）對熔體泵的故障問題進行分析，但整體效果效果不好。該文將研究熔體泵控制的方案，找出導致扭曲限制器脫開的核心原因，進而提出對原有方案加以改進。

1 熔體泵原控制方案簡介

熔體泵屬于高溫齒輪泵，造價較高。除了具備常用的聯鎖功能外，在泵體和電機之間，安裝了扭矩限制器，名為AUTOG URD，如果該限制器出現過載的情況，會使電動機和泵體脫離，過載消除后，限制器復位運行。該泵控制原理如下。

圖1展示了熔體泵的控制原理，該回路在DCS內能夠實現。該泵的設計思路是對泵出口的壓力進行調節，使用變頻器對熔體泵的轉速甲乙調節，并實現泵體出口壓力的穩定。為了保持下游裝置熔體在壓力參數上的穩定，需要將最終出口PIC-11820的壓力作為主回路，而泵出口壓力PIC-11807作為副回路。對于出口壓力的檢測，采用雙重方式檢測，在DCS上通過II-11807開關可選擇采用哪一個檢測點。SI-11803負責檢測泵體的轉速狀況，而II-11836則是對電機的電流進行檢測。在泵的出口壓力超過設計值時，泵聯鎖停機；當泵負荷大時，也即面臨的作用力增加時，就引起限制器脫開，熔體泵停止轉動。

2 扭矩限制器脫開的原因分析

車間的兩臺熔體泵在投用之后，出現了多次的限制器脫落事件，導致脫離的原因具有內在的相似性。以發生在2014年7月28日的脫落為例，下表記錄了相應的參數，而圖2展示了在限制器脫離前后的運行趨勢圖。

通過表1可以看出，在熔體泵出現故障前后的狀況簡述如下：在13：00：25時，該泵仍然運行在正常狀況，經過5s時間，到13：00：30時，熔體泵的出口壓力開始從169.94kg/cm2下降至154.61kg/cm2，出現了15.33kg/cm2的降幅。由于控制方式此時為串級方式，為了保持壓力平穩，PIC-11807.OP增大（由78.57%上升至86.57%），使泵轉速SI-11803.PV升高（由32rpm升至36.81rpm），電機電流急劇增大（由224A升至249.15A）。經過事后的集中分析，導致出現泵體轉速和電流問題的原因可能是泵入口固體顆粒堵塞，控制回路持續增加輸出，在半分鐘之后，即13：01：00時，達到了最高值，最終導致限制器脫落。

由于泵體壓力變化很快，事件出現的過程很短，在很短的時間內（幾秒到十幾秒之間內），現場操作人員難以及時發現泵體的變化，即使能夠發現，也難以采取適當的措施對故障進行及時的處理。出現這種問題的原因主要是工藝流程方面的，但也對熔體泵的管理和控制提出了新的要求，說明在熔體泵的控制上，存在不完善、不到位的地方，沒有恰當的預防措施。基于上述理解，筆者對車間原有的熔體泵控制方案進行了改進和優化，主要是增加了聯鎖邏輯圖，如下圖所示，后續部分將對控制方案優化和改進進行詳細說明。

3 熔體泵控制方案改進

通過前述分析可以知道，導致限制器脫落的主要原因是泵體的出口壓力急劇降低時，為了保持壓力的平穩，熔體泵的轉速增加很快，出現泵體和電機聯軸器之間的作用力突然增大，最終導致扭矩限制器脫開。結合這一原因分析，筆者嘗試在控制方案中，增加自動切換控制方式的功能，在原有方案的基礎上，增加圖3所展示的聯鎖邏輯。

圖3所示的邏輯圖所完成的功能是：當出口壓力PIC-11807的測量值大于警戒值1時、泵電流大于設定值2時，DCS發出緊急聲光報警；程序將PIC11807回路控制方式由串級或自動立即切換到手動，避免泵轉速無限增大。在熔體泵運行時，PIC-11807輸出即泵轉速值進行限制，即使在最大負荷時，PIC-11807回路輸出也不超過75%。。通過這些調整和改進，在出現原有相似的泵體故障時，在操作人員沒有發現的情況下，這一邏輯也能夠對熔體泵的運行和限制器的脫落進行控制和保護。

在增加了這一聯鎖邏輯后，在緊急狀況下，可能會對下游生產裝置的運行造成一定影響，但能夠減少非計劃停工的次數，也能夠更好地維持泵的正常運轉。

4 效果分析

通過前后防方案的對比，該研究者對熔體泵的控制方案進行了調整和改進，新方案實施之后的幾個月內，沒有出現過限制器脫落的故障，熔體泵整體上運行正常，這與未改進之前連續八個月內出現近10起脫落事件相比，成效明顯，也實現了預期的改進目標。

參考文獻

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