自动卧式虹吸刮刀离心机控制系统维护

刘山，王凯

（天津长芦汉沽盐场有限责任公司，天津300480）

1　前言

天津长芦汉沽盐场有限责任公司以氯苯为溶剂生产四溴双酚A（TBBA）的工艺中，通过分离工序将TBBA成品物料与氯苯溶剂分离开，以往均采用三足吊袋式离心机进行分离。但是由于三足吊袋式离心机开放式操作特点，易产生震动、挤压、物料喷溅等危险，且氯苯易燃易爆，现场安全系数较低，急需进行改善。为此，针对TBBA生产工艺特点分析，通过调研比对相关设备性能，最终选择GKH1250自动卧式虹吸刮刀离心机代替三足吊袋式离心机。

2　自动卧式虹吸刮刀离心机性能概述

2.1　性能

GKH型离心机是一种连续运转间歇卸料的固液分离设备，主要由刮刀装置、出料装置、门盖、转鼓、虹吸装置、轴座组、传动部分、减振部分、控制系统组成。其性能优良、操作方便、自动化程序高。具备各个工艺全自动控制运行，能随时监控各个工艺段运行的状态（转速、运行时间、结束时间等），同时操作人员还可以对各个工艺段的参数进行在线修改，并配有数个不同的配方满足不同物料的生产要求。GKH型卧式刮刀离心机控制系统采用PLC程序控制，配设人机界面，配套电气-液压（气动）执行机构，通过变频调速、制动系统实现了机器的无级调速和电制动刹车。通过料位探测，刮刀、虹吸管的位置监测等实现整个工序的全自动循环作业（包括：进料、分离脱水、卸料等工序）；此外，还配设了氮气充装保护、轴温监测、振动监测、转速监测、开门联锁保护、电机过热过载保护等等，机器的使用更加安全可靠。

2.2　控制系统（见图1）

自动控制系统由PLC、操作界面（触摸屏或按钮盒）、变频器、制动单元、液压、气动系统以及现场各种传感器组成。PLC用于接收现场操作界面的按钮信号、各位位置传感器以及阀位信号，控制现场各个执行机构，接收现场4～20mA或者0～10V的传感器信号，实现AD/DA转换，输出4～20mA信号控制变频器的转速，检测离心机转速等。

图1　控制系统

2.2.1现场传感器：包括位置检测传感器、温度传感器、振动传感器、氮气压力传感器、速度检测传感器等。

2.2.2位置检测传感器：有金属感应物碰到时，传感器灯灭。无金属感应物碰到时，灯亮。（1）刮刀在原位时才可以开关门盖以及启动离心机。（2）两个门盖锁紧开关必须要锁紧后，才可以启动离心机。如果在运转过程中，门盖松动，PLC会控制液压系统自动夹紧。

2.2.3温度传感器：为了防止轴承温升过高，对润滑站进行了断油检测，同时对轴承温度实施监控。

1）断油检测

在润滑油泵出口加装分油器和感应开关。当润滑油泵启动后，分油器金属针动作，感应开关感应到金属针会发出信号表示油泵正常。如果15s内，感应开关未感应到金属针，则表示油泵异常。在运转过程中，如果油泵异常，离心机会自动停机，同时触摸屏显示润滑油故障。

2）轴温检测

在主机前后轴承部位各安装了一个PT100温度传感器检测轴承温度，当轴承温度超过80℃时，离心机自动停机，触摸屏显示轴承温度过高报警。

2.2.4振动传感器：为了离心机能更加安全稳定运行，采用了数显振动监控仪与防爆振动速度传感器配套使用来检测离心机振动。

离心机启动后，PLC控制系统会全程检测离心机振动。当离心机振动超过振动预警值P001(P001=18mm/s)时，触摸屏上会显示振动高报警。此时操作人员可以通过降低离心机转速的方式来减小振动。如果振动值超过振动报警值P002（P002=25mm/s）时，离心机会自动降到安全速，并且将振动报警故障锁定。操作人员在确认并复位报警故障后，才可以执行工艺操作指令。当离心机降低到安全速后，振动报警值仍然超过P002，那么离心机会自动停机。

2.2.5压力传感器：由于氯苯易燃易爆，因此对离心机加入了充氮保护系统。通过检测离心机内的氮气压力，保证设备安全生产。

充氮保护系统即离心机启动前PLC执行置换程序，首先打开排空阀和高压氮气阀，置换离心机内气体。置换时间到关闭排空阀，当离心机内氮气压力到达20mbr，置换阶段完成。在离心机运转过程中，PLC自动打开低压补氮阀，不断的补充氮气。当压力低于10mbar时，离心机会自动进入停机程序。当压力高于20mbar时，PLC会关闭补氮阀停止补氮。

2.2.6速度检测传感器：PLC的高速计数模块对速度检测传感器的脉冲信号进行计数，并换算成转鼓转速。检测转速的主要作用是防止离心机失速，刮料时堵转以及皮带打滑。为了防止刮料阻力过大造成转鼓堵转，在刮料过程中，PLC会对转鼓转速进行检测，当转鼓转速低于设定转速50转时，PLC会判定刮刀阻力过大，并且自动退刀，退到起始位置后，继续旋转刮料。

3　控制系统使用维护

离心机在运行过程中经常会出现振动报警、轴承温度报警、刮刀超时、虹吸超时、液压电机过载、断油保护、机门未闭合、螺旋电机故障、加料卸料阀故障等。

故障报警情况处理：

1）振动报警：振动传感器损坏、进料或布料不均匀震车、滤饼透水性差或排母液管路堵塞；

2）轴承温度报警：温度传感器损坏、润滑站供油系统故障、润滑站冷却系统故障、轴承损坏；

3）刮刀和虹吸超时：液压系统故障油压不足或油缸损坏、电磁阀或继电器损坏、感应开关损坏；

4）液压电机过载：液压泵损坏、热载过流保护、电机损坏、调压阀损坏；

5）断油保护：分油器故障或堵塞、感应接近开关损坏、润滑油泵损坏、热载过流保护；

6）机门未闭合：液压系统故障、电磁阀损坏、感应接近开关损坏；

7）螺旋电机故障：电机损坏、物料堵塞、热载过流保护；

8）加料卸料阀故障：气源压力低、电磁阀损坏、限位开关故障、继电器损坏。

涉及到警告类报警，当故障排除后会自动复位；安全联锁保护类报警，当故障排除后需要操作人员确认；出现停机故障，离心机会自动进入停止状态。

4　结语

GKH自动卧式虹吸刮刀离心机改造换型后，通过使用发现确实能够满足TBBA的生产需求，提高了设备的安全保障能力，减轻了现场操作人员的劳动强度，改善了现场作业环境。以后还将在使用过程中逐步摸索规律，注意维护保养，发挥设备的最大效率。