聚合釜噴淋閥的改造

　　分析了聚合釜噴淋閥在使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障，并提出了技術(shù)改造方案。改造后，大大降低了噴淋閥的故障率，提高了聚合釜的利用率。

　　新疆天業(yè)天辰化工有限公司40萬(wàn)t/a　PVC裝置共采用10臺(tái)105m3全流通內(nèi)夾套聚合釜，產(chǎn)能按SG5型PVC樹(shù)脂設(shè)計(jì)，分為兩條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線有5臺(tái)聚合釜，每臺(tái)聚合釜上配備2臺(tái)電動(dòng)噴淋閥(一大一小)，用于聚合投料前防粘釜?jiǎng)┑耐坎己头磻?yīng)結(jié)束后出料時(shí)聚合釜壁的沖洗。PVC懸浮聚合工藝中防粘釜工作意義重大，因?yàn)榫酆细�粘釜情況不同，就會(huì)不同程度地影響聚合過(guò)程的生產(chǎn)安全、單釜產(chǎn)能和產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量;噴淋閥作為防粘釜?jiǎng)┑淖钪苯油坎荚O(shè)備，其運(yùn)行情況會(huì)直接影響涂壁效果和聚合釜粘釜情況。噴淋閥的故障率較高，可直接影響到聚合釜的利用率。在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，針對(duì)大噴淋閥出現(xiàn)的各種故障，進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)歸類，然后分析原因并消除了引發(fā)故障的主要因素，大大降低了噴淋閥的故障率，提高了聚合釜的利用率，節(jié)約了運(yùn)行成本。

1、聚合釜噴淋閥的工作原理及使用情況

　　聚合釜噴淋閥由電動(dòng)執(zhí)行器和閥體兩大部分組成。閥體的主要構(gòu)成部件有絲桿、柱塞、柱塞頭、噴淋管、導(dǎo)向環(huán)、密封環(huán)以及超越離合器等。工作過(guò)程如下：控制室發(fā)出動(dòng)作指令控制電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)絲桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在超越離合器的控制下，推動(dòng)柱塞向下運(yùn)動(dòng)，安裝在柱塞底部的噴淋管從噴淋閥閥體內(nèi)伸出，在到達(dá)柱塞運(yùn)行的最下端時(shí)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，防粘釜?jiǎng)┗驔_洗水從噴淋管中噴出，完成防粘釜?jiǎng)┑耐坎蓟虺隽系臎_洗工作。涂布或沖洗工作完成后，控制室發(fā)出動(dòng)作指令控制電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)絲桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在超越離合器的控制下，帶動(dòng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)柱塞運(yùn)行的最頂端時(shí)，由柱塞頭對(duì)密封環(huán)提供一定的預(yù)緊力對(duì)閥體底部形成密封，以保證在聚合釜反應(yīng)過(guò)程中無(wú)泄漏情況發(fā)生，如此完成1個(gè)工作周期。

2、使用過(guò)程中存在的問(wèn)題及分析

　　在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，噴淋閥的使用情況并不好，主要問(wèn)題表現(xiàn)在以下5點(diǎn)。

　　(1)電動(dòng)執(zhí)行器故障。當(dāng)電動(dòng)執(zhí)行器出現(xiàn)故障時(shí)，主要表現(xiàn)為電動(dòng)噴淋閥無(wú)法正常打開(kāi)(現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)可以打開(kāi)，控制室無(wú)法打開(kāi))。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，造成電動(dòng)執(zhí)行器故障的主要原因是：當(dāng)閥出現(xiàn)故障或執(zhí)行器帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)被卡住時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器過(guò)載，造成執(zhí)行器保險(xiǎn)管燒壞，使閥無(wú)法正常打開(kāi)。

　　(2)噴淋閥無(wú)法打開(kāi)和關(guān)閉。電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲桿與柱塞同步運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致閥門無(wú)法正常打開(kāi)。分析認(rèn)為造成這種故障的原因有：①電動(dòng)執(zhí)行器扭矩開(kāi)關(guān)調(diào)整不當(dāng)，造成關(guān)閉閥門時(shí)拉力過(guò)大，導(dǎo)致閥門無(wú)法打開(kāi);②密封環(huán)磨損，導(dǎo)致柱塞行程變長(zhǎng)，使柱塞頭進(jìn)入閥體過(guò)深，造成閥門無(wú)法打開(kāi);③絲桿底部緩沖銅塊受壓過(guò)大變形，導(dǎo)致閥門無(wú)法打開(kāi);④閥桿松動(dòng)導(dǎo)致噴淋閥無(wú)法打開(kāi)。

　　(3)柱塞頭斷裂，噴淋管脫落。經(jīng)過(guò)分析，認(rèn)為造成此種故障的主要原因是：①自身材質(zhì)的問(wèn)題，在制造過(guò)程中未充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)使用情況，韌性不足;②為了保證密封性能好、無(wú)泄漏，在閥關(guān)閉時(shí)，柱塞頭提供持續(xù)的拉力作用在密封環(huán)上，長(zhǎng)時(shí)間受力，造成柱塞頭疲勞斷裂。

　　(4)電動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作閥不動(dòng)作。造成這種故障的原因是：電動(dòng)執(zhí)行器與絲桿依靠鍵連接，當(dāng)閥桿松動(dòng)造成閥無(wú)法動(dòng)作時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器和絲桿連接部位的鍵受力非常大，造成鍵被切斷，使執(zhí)行器與絲桿脫離。

　　(5)涂壁液噴淋和沖洗水沖洗效果差。通過(guò)分析，認(rèn)為原因是進(jìn)口濾網(wǎng)目數(shù)偏小，只過(guò)濾掉50%的雜質(zhì)。對(duì)大于833μm(20目)的濾網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)297.5μm(50目)的濾網(wǎng)就可以保證過(guò)濾效果。

　　針對(duì)以上故障，專門成立了技術(shù)課題小組，對(duì)故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。首先對(duì)噴淋閥故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制了故障統(tǒng)計(jì)表(見(jiàn)表1);另外，對(duì)噴淋閥故障進(jìn)行了詳細(xì)的分類，對(duì)造成故障的原因進(jìn)行分析，并繪制了如表2所示的分類表。

表1 故障統(tǒng)計(jì)表

　　從表1可以清晰地看出：噴淋閥的平均故障率為9.78%，已經(jīng)嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。

　　從表2可以看出：閥桿松動(dòng)是噴淋閥故障率高的主要原因，所以從噴淋閥閥桿松動(dòng)下手，解決其故障率高的問(wèn)題。

表2 故障分類表

　　用專業(yè)的分析方法，通過(guò)人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)方面對(duì)閥桿松動(dòng)進(jìn)行分析，找到了6條末端因素，分別是：①對(duì)員工考核不全面，②維修噴淋閥專業(yè)技能培訓(xùn)不合格，③閥桿與絲頭受力不均，④電動(dòng)執(zhí)行器轉(zhuǎn)速過(guò)高，⑤噴淋閥裝配沒(méi)有具體安裝說(shuō)明，⑥釜內(nèi)環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低。

　　分析第1條因素，新疆天業(yè)天辰化工有限公司有全面的考核標(biāo)準(zhǔn)，從公司考核、分廠考核、班組考核乃至個(gè)人考核，抽查了7-10月的考核表，每個(gè)月都有嚴(yán)格的考核，所以這不是主要原因。分析第2條因素，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試和對(duì)以往的培訓(xùn)記錄進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)理論和實(shí)際操作合格率均達(dá)到100%，所以這也不是主要原因。分析第3條因素，用專業(yè)設(shè)備檢查絲桿與絲頭的受力情況，發(fā)現(xiàn)最大受力值為8.4N，最小受力值為2.7N，可以看出閥桿受力不均是導(dǎo)致閥桿松動(dòng)的主要原因。分析第4條因素，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為23.25r/min，在規(guī)定范圍內(nèi)，所以這不是主要原因。再驗(yàn)證第5條因素，通過(guò)查找，新疆天業(yè)天辰化工有限公司有詳細(xì)的裝配說(shuō)明，所以這條也不是主要原因。分析第6條因素，通過(guò)中控檢測(cè)聚合釜的溫度，發(fā)現(xiàn)溫度都在規(guī)定的范圍內(nèi)，所以這條也不是主要原因。通過(guò)逐條驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)造成閥桿松動(dòng)的主要原因是閥桿與絲頭受力不均。

3、解決措施

　　通過(guò)探討，針對(duì)不同的故障原因，采取了不同的應(yīng)對(duì)措施，具體如下。

　　(1)針對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器故障，聯(lián)系廠家進(jìn)行指導(dǎo)，對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器的扭矩開(kāi)關(guān)進(jìn)行精確的調(diào)整，保證噴淋閥在工作中處于合適的扭矩值，既能保證閥門正常運(yùn)行，又能使故障率大大降低。

　　(2)針對(duì)閥桿松動(dòng)造成的故障，如果更換噴淋閥閥桿與絲頭，不僅耽誤時(shí)間，而且還要花費(fèi)大量的物力和人力，所以更好的解決辦法是：在閥桿與絲頭處加入一個(gè)抱箍裝置，這樣不僅不用更換備件，而且安裝容易，花費(fèi)很少就能達(dá)到目的。方案確定后，繪制了抱箍的裝配圖，送至加工廠進(jìn)行加工，完成后安裝至指定位置。開(kāi)車試機(jī)，用專業(yè)設(shè)備測(cè)量閥桿與絲頭的受力情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)平均受力在規(guī)定范圍內(nèi)。

　　(3)針對(duì)柱塞頭斷裂造成的故障，聯(lián)系廠家對(duì)柱塞頭進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，在保證噴淋流量的情況下，將柱塞頭直徑增大，改進(jìn)柱塞頭加工工藝，對(duì)柱塞頭進(jìn)行熱處理，提高材料的韌性，使柱塞頭斷裂的情況大大減少。

　　(4)針對(duì)噴淋閥噴淋沖洗效果差的故障，更換了噴淋閥進(jìn)口處濾網(wǎng)，采用297.5μm(50目)以上的過(guò)濾網(wǎng)，保證了過(guò)濾精度，防止了噴淋管的堵塞。

　　(5)對(duì)密封環(huán)也進(jìn)行了改進(jìn)，將原有材質(zhì)進(jìn)行了改造，大大增加了密封環(huán)的使用壽命，降低了噴淋閥的維修次數(shù)。

　　采取以上改造措施后，為了驗(yàn)證改造是否有效果，對(duì)2012年1-4月噴淋閥的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 采取改造措施后故障統(tǒng)計(jì)表

　　從表2、表3中可以看出：噴淋閥閥桿松動(dòng)故障所占比例由73.86%下降到14.80%，下降幅度達(dá)59.06%。

4、效益計(jì)算

　　對(duì)于噴淋閥的故障，通過(guò)針對(duì)性的分析，采用科學(xué)的手段，進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，大大降低了故障率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

　　對(duì)2012年1-4月的噴淋閥故障率進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)新疆天業(yè)天辰化工有限公司關(guān)于設(shè)備故障停機(jī)率的計(jì)算公式，得出2012年1-4月實(shí)際累計(jì)運(yùn)行時(shí)間為905h，故障率=故障停機(jī)時(shí)間/設(shè)備投用累計(jì)時(shí)間×100%=27÷905×100%=2.98%。

　　技改帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益如下。

　　(1)聚合釜4h可產(chǎn)31tPVC樹(shù)脂，1tPVC樹(shù)脂毛利405元，2012年1-4月故障率下降6.13%，減少因噴淋閥故障停車時(shí)間61h，可增加效益約17.26萬(wàn)元。

　　(2)投入材料費(fèi)用：525元(抱箍)+1200元(濾網(wǎng))=1725元。

　　(3)噴淋閥維修費(fèi)用：7230元。

　　(4)綜合經(jīng)濟(jì)效益=PVC增加的產(chǎn)量-材料費(fèi)用-噴淋閥維修費(fèi)用=172600-1725-7230=16.36(萬(wàn)元)。