自動臥式虹吸刮刀離心機控制系統維護

劉山，王凱

（天津長蘆漢沽鹽場有限責任公司，天津300480）

1　前言

天津長蘆漢沽鹽場有限責任公司以氯苯為溶劑生產四溴雙酚A（TBBA）的工藝中，通過分離工序將TBBA成品物料與氯苯溶劑分離開，以往均采用三足吊袋式離心機進行分離。但是由于三足吊袋式離心機開放式操作特點，易產生震動、擠壓、物料噴濺等危險，且氯苯易燃易爆，現場安全系數較低，急需進行改善。為此，針對TBBA生產工藝特點分析，通過調研比對相關設備性能，最終選擇GKH1250自動臥式虹吸刮刀離心機代替三足吊袋式離心機。

2　自動臥式虹吸刮刀離心機性能概述

2.1　性能

GKH型離心機是一種連續運轉間歇卸料的固液分離設備，主要由刮刀裝置、出料裝置、門蓋、轉鼓、虹吸裝置、軸座組、傳動部分、減振部分、控制系統組成。其性能優良、操作方便、自動化程序高。具備各個工藝全自動控制運行，能隨時監控各個工藝段運行的狀態（轉速、運行時間、結束時間等），同時操作人員還可以對各個工藝段的參數進行在線修改，并配有數個不同的配方滿足不同物料的生產要求。GKH型臥式刮刀離心機控制系統采用PLC程序控制，配設人機界面，配套電氣-液壓（氣動）執行機構，通過變頻調速、制動系統實現了機器的無級調速和電制動剎車。通過料位探測，刮刀、虹吸管的位置監測等實現整個工序的全自動循環作業（包括：進料、分離脫水、卸料等工序）；此外，還配設了氮氣充裝保護、軸溫監測、振動監測、轉速監測、開門聯鎖保護、電機過熱過載保護等等，機器的使用更加安全可靠。

2.2　控制系統（見圖1）

自動控制系統由PLC、操作界面（觸摸屏或按鈕盒）、變頻器、制動單元、液壓、氣動系統以及現場各種傳感器組成。PLC用于接收現場操作界面的按鈕信號、各位位置傳感器以及閥位信號，控制現場各個執行機構，接收現場4～20mA或者0～10V的傳感器信號，實現AD/DA轉換，輸出4～20mA信號控制變頻器的轉速，檢測離心機轉速等。

圖1　控制系統

2.2.1現場傳感器：包括位置檢測傳感器、溫度傳感器、振動傳感器、氮氣壓力傳感器、速度檢測傳感器等。

2.2.2位置檢測傳感器：有金屬感應物碰到時，傳感器燈滅。無金屬感應物碰到時，燈亮。（1）刮刀在原位時才可以開關門蓋以及啟動離心機。（2）兩個門蓋鎖緊開關必須要鎖緊后，才可以啟動離心機。如果在運轉過程中，門蓋松動，PLC會控制液壓系統自動夾緊。

2.2.3溫度傳感器：為了防止軸承溫升過高，對潤滑站進行了斷油檢測，同時對軸承溫度實施監控。

1）斷油檢測

在潤滑油泵出口加裝分油器和感應開關。當潤滑油泵啟動后，分油器金屬針動作，感應開關感應到金屬針會發出信號表示油泵正常。如果15s內，感應開關未感應到金屬針，則表示油泵異常。在運轉過程中，如果油泵異常，離心機會自動停機，同時觸摸屏顯示潤滑油故障。

2）軸溫檢測

在主機前后軸承部位各安裝了一個PT100溫度傳感器檢測軸承溫度，當軸承溫度超過80℃時，離心機自動停機，觸摸屏顯示軸承溫度過高報警。

2.2.4振動傳感器：為了離心機能更加安全穩定運行，采用了數顯振動監控儀與防爆振動速度傳感器配套使用來檢測離心機振動。

離心機啟動后，PLC控制系統會全程檢測離心機振動。當離心機振動超過振動預警值P001(P001=18mm/s)時，觸摸屏上會顯示振動高報警。此時操作人員可以通過降低離心機轉速的方式來減小振動。如果振動值超過振動報警值P002（P002=25mm/s）時，離心機會自動降到安全速，并且將振動報警故障鎖定。操作人員在確認并復位報警故障后，才可以執行工藝操作指令。當離心機降低到安全速后，振動報警值仍然超過P002，那么離心機會自動停機。

2.2.5壓力傳感器：由于氯苯易燃易爆，因此對離心機加入了充氮保護系統。通過檢測離心機內的氮氣壓力，保證設備安全生產。

充氮保護系統即離心機啟動前PLC執行置換程序，首先打開排空閥和高壓氮氣閥，置換離心機內氣體。置換時間到關閉排空閥，當離心機內氮氣壓力到達20mbr，置換階段完成。在離心機運轉過程中，PLC自動打開低壓補氮閥，不斷的補充氮氣。當壓力低于10mbar時，離心機會自動進入停機程序。當壓力高于20mbar時，PLC會關閉補氮閥停止補氮。

2.2.6速度檢測傳感器：PLC的高速計數模塊對速度檢測傳感器的脈沖信號進行計數，并換算成轉鼓轉速。檢測轉速的主要作用是防止離心機失速，刮料時堵轉以及皮帶打滑。為了防止刮料阻力過大造成轉鼓堵轉，在刮料過程中，PLC會對轉鼓轉速進行檢測，當轉鼓轉速低于設定轉速50轉時，PLC會判定刮刀阻力過大，并且自動退刀，退到起始位置后，繼續旋轉刮料。

3　控制系統使用維護

離心機在運行過程中經常會出現振動報警、軸承溫度報警、刮刀超時、虹吸超時、液壓電機過載、斷油保護、機門未閉合、螺旋電機故障、加料卸料閥故障等。

故障報警情況處理：

1）振動報警：振動傳感器損壞、進料或布料不均勻震車、濾餅透水性差或排母液管路堵塞；

2）軸承溫度報警：溫度傳感器損壞、潤滑站供油系統故障、潤滑站冷卻系統故障、軸承損壞；

3）刮刀和虹吸超時：液壓系統故障油壓不足或油缸損壞、電磁閥或繼電器損壞、感應開關損壞；

4）液壓電機過載：液壓泵損壞、熱載過流保護、電機損壞、調壓閥損壞；

5）斷油保護：分油器故障或堵塞、感應接近開關損壞、潤滑油泵損壞、熱載過流保護；

6）機門未閉合：液壓系統故障、電磁閥損壞、感應接近開關損壞；

7）螺旋電機故障：電機損壞、物料堵塞、熱載過流保護；

8）加料卸料閥故障：氣源壓力低、電磁閥損壞、限位開關故障、繼電器損壞。

涉及到警告類報警，當故障排除后會自動復位；安全聯鎖保護類報警，當故障排除后需要操作人員確認；出現停機故障，離心機會自動進入停止狀態。

4　結語

GKH自動臥式虹吸刮刀離心機改造換型后，通過使用發現確實能夠滿足TBBA的生產需求，提高了設備的安全保障能力，減輕了現場操作人員的勞動強度，改善了現場作業環境。以后還將在使用過程中逐步摸索規律，注意維護保養，發揮設備的最大效率。