刘成森，王新志，李贺帅，李德兴

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山 063305）

唐山三友氯碱有限责任公司聚合二车间2012年开始筹建，2013年9月第一期3万t/a E-PVC项目投产，2012-2014年，该车间进行了第二期扩建，整套装置生产能力达到5万t/a E-PVC。

该车间采用微悬浮法E-PVC生产技术，在整个E-PVC生产过程中，E-PVC胶乳的离心脱水干燥是非常重要的工序。雾化器是高速旋转的设备，其运行效果直接影响生产的连续、平稳运行，从而影响产品质量和经济效益。该车间第1期、第2期工程选用的雾化器是丹麦尼鲁公司生产的F100型旋转雾化器，该类型雾化器属于高速离心式雾化器，具有干燥速度快、效率高、产品颗粒比较均匀、自动化控制先进、维修方便等优点。通过近5年的使用，对F100型旋转雾化器的性能和维护保养有了深刻的认识和体会。在胶乳固含量比较均匀且连续不间断进料，主机电流在135 A以下，雾化器处理能力大约为3 t/h，其运行效果最佳，无振动与噪声。其技术特性为：主机电动机功率75 kW，额定转速17 500 r/min，额定电流135 A，最高工作转速不超17 750 r/min。下面对其结构、工作原理、生产工艺、正常操作、维护保养与故障处理等进行说明。

1 雾化器的结构

F100型雾化器由上半部分、支撑盘和下半部分组成。

上半部分由电机、齿轮箱和上部油箱组成。通过上半部分把动力传至立式输入轴。

支撑盘用来将雾化器支撑在喷雾干燥器的干燥室空气分布器上。支撑盘上装有减振圈，进料管、空冷管和雾化轮保护水的管接头。

下半部分由润滑系统的下部油箱、进料总成和挠性轴（高速轴）组成。这些装置被一个圆锥形的外罩包围。

雾化轮安装在挠性轴上。液体分配器安装在轴的下部，接近于雾化轮，这样可以确保料液均匀的分配到轮上面。

F100型雾化器中所有与进料和产品接触的部分均由AISI 316不锈钢材料制造。挠性轴是由特殊的高强度不锈钢制造。挠性轴的设计采用了补偿不规律进料和雾化轮内建微小不规则运动的概念。主轴安装有特殊的高速球轴承。轴下端部分的导向轴承由富含锑的碳制造，具有自润滑效果。

2 工作原理

雾化器的驱动是由直接安装在齿轮箱上的垂直法兰安装的两极电机驱动。动力通过弹性联轴器由电机传至立式的齿轮箱输入轴。雾化器的齿轮箱由装有推力轴承的双斜齿的斜齿轮组成。立式输入轴上的斜齿轮驱动中间齿轮，中间齿轮再将动力传至到输出轴的末级齿轮，进而带动雾化轮高速旋转。

3 工艺流程简介

喷雾干燥工艺是在干燥室内将液体原料分散成雾状液滴，并用热空气干燥雾滴获得产品的方法。雾滴通过高速旋转的雾化轮来实现。雾滴的干燥可通过调节干燥空气温度及介质流量来完成。

该车间生产的原料是E-PVC胶乳。胶乳输送泵、胶乳过滤器、雾化器、卷帘过滤器、鼓风机、干燥过滤器、空气加热器、空气热分布器、干燥室、干燥袋滤器、排风机等，这些部件组成一个完整的干燥系统，该系统能满足本单元操作安全，环境保护及粉末处理要求。

该车间生产的E-PVC胶乳由胶乳输送泵进行输送，经胶乳过滤器过滤后，直接输送至雾化器进料管，然后进入雾化器进料分布器，由进料分布器输送至雾化轮，在雾化轮高速离心力的作用下，EPVC胶乳被分散成均匀的雾滴进入干燥室内。与此同时，外界空气经过初级过滤，由干燥鼓风机输送至干燥过滤器内，经过二次过滤的空气，进入空气加热器进行换热，换热后的空气进入干燥塔，与雾滴充分混合并按一定规则运动，实现热量交换，使雾滴中所含的水分迅速汽化蒸发，形成E-PVC固体粉末。通过干燥袋滤器最终将E-PVC固体粉末与空气分离出来，气相达标排放，E-PVC固体粉末由旋转给料器输送至下一工序。

4 生产过程中出现的问题及相应的技术改造

4.1 出现的问题

2016年11月6日，聚合二车间A区干燥雾化器电流瞬间由115 A升至180 A，雾化器转速由17 450 r/min降至0，因雾化器转速瞬时快速下降，造成雾化器的轴振动也随之由0.120 mm升高至0.375 mm，但是未达到雾化器联锁停止振动值。DCS主控发现后立即将雾化器手动停止，随后停雾化器油泵，并关闭雾化器进料阀门，手动对干燥A线进行紧急停车处理。

11月9日，检修人员配合雾化器厂家人员拆检雾化器后发现，雾化器孔用分布器堵塞，副油箱下端密封磨损严重，振动探头部位粘有大量物料，副油箱及齿轮箱内进入胶乳，速度探头磨损、高速轴轴承损坏、高速轴齿轮、中间轴齿轮损坏，驱动齿轮错齿。

4.1.1 故障原因

（1）原设计胶乳输送泵为离心泵，叶轮为开式叶轮，机械密封为刀刃密封，使用过程中极易产生塑化物，造成胶乳过滤器及雾化器孔用分布器堵塞，导致胶乳流量明显下降。此时必须清理雾化器分配盘及孔用分布器；后期A线将离心泵改为螺杆泵，由于螺杆泵属于容积泵；一旦发生堵料情况，胶乳输送管线压力会不断增高，造成胶乳反串进入副油箱，从而导致故障发生。

（2）雾化器胶乳进口管与输送管线之间的连接管为PVC管，压力较高时，胶管会崩开，对雾化器起到保护作用。而该车间将雾化器进料软管更换为不锈钢金属软管连接，恰恰违反了原设计方案，起不到保护作用，也是造成该故障的原因之一。

（3）根据厂家反馈进一步了解，雾化器原设计方案是螺杆泵与雾化器连锁控制，而车间原设计使用的是离心泵，没有连锁控制，后期改为螺杆泵，对改造后的连锁控制考虑不周全，导致该故障的发生。

（4）前期操作人员报告设备有异常杂音，技术人员现场预判不准确，只是通过DCS反馈各项指标均处于正常范围内，从而判断没有问题，未能引起足够重视，导致故障的发生。

4.1.2 注意事项

（1）按照雾化器厂家要求，将螺杆泵出口压力、雾化器进口压力分别于螺杆泵、雾化器进行连锁控制，避免造成胶乳反串等故障的发生。

（2）将雾化器胶乳进口管与输送管线之间的连接管更换为PVC管。

（3）按照雾化器维护保养要求，定期清理雾化轮和分布盘、检查石墨轴承及密封件。

（4）正常运行过程中，发现流量降低，及时倒换胶乳过滤器，并根据倒换情况，检查、清理雾化器分布盘及孔用分布器。

（5）加强DCS监控，合理控制胶乳进料量，密切观察雾化器电流及高速轴振动值变化。

（6）做好现场巡检与DCS沟通，遇到问题及时反馈，不断提高技术人员现场管理水平，保证雾化器安全、稳定运行。

对两组新生儿肺炎患者临床治疗效果进行仔细的观察和详细的分析，并对患者治疗1 h、12 h和24 h后，对动脉血二氧化碳分压指标和动脉血氧分压指标进行记录和分析。

（7）加强设备技术管理，做好技术攻关实验项目前期分析论证，确保设备运行万无一失。

4.2 技术改造

为了保证生产连续、安全、稳定运行，同时延长雾化器使用寿命，该车间分别对B、C线2台雾化器及相应胶乳输送泵进行技术改造，具体情况如下。

（1）将原有离心泵改成螺杆泵，优化系统连锁控制，将螺杆泵出口压力、雾化器进口压力，分别于螺杆泵、雾化器进行连锁控制。螺杆泵出口压力高于设定值1时，系统弹出对话框报警联锁提示；减少变频，降低出口压力；螺杆泵出口压力高于设定值2时，系统给出联锁报警，且螺杆泵跳停。雾化器进口压力高于设定值1时，系统弹出对话框报警联锁提示，干燥切水，胶乳输送系统停止物料输送；雾化器进口压力高于设定值2时，系统无弹出报警，螺杆泵直接跳停。雾化器因故停止时，螺杆泵立即跳停。

（2）雾化器电机变频与雾化器进行连锁，变频故障，雾化器停车，螺杆泵立即跳停，胶乳输送系统停止物料输送。

5 日常维护与保养

（1）雾化器使用初期运行24 h，必须检查油位情况，正常运行过程中，现场巡检检查油位时必须定期与主控DCS结合，保证油位系统监测正常。

（3）雾化器首次运行2 000 h，必须更换润滑油（壳牌Tellus46），检查清洁油过滤器。

（4）雾化器运行8 000 h，必须更换润滑油及油过滤器，更换各部位轴承及密封件，检查齿轮、轴套、压盖等磨损情况，检查高速轴径向跳动，合理调整雾化轮与锥体之间间隙，检测各部位仪表监测信号。

6 故障原因及处理方法总结（见表1）

表1 故障原因及处理方法总结

7 结语

（1）严格执行设备的定期维护、保养，严格执行设备操作规程。

（2）坚持操作工是设备第一主人的原则，加强巡检，发现问题及时反馈、处理，避免设备故障的发生。

（3）设备润滑坚持“五定、三级过滤”原则。

（4）加强设备过程控制，保证设备长周期、安全、稳定运行。

（5）加强科技创新，引进、消化、吸收先进技术和先进设备，不断进行设备升级改造，延长设备使用寿命。