1刮板冷凝器的工作原理

由于聚酯裝置反應(yīng)器是在真空環(huán)境下生產(chǎn)工作的，在反應(yīng)器的真空抽吸過程中，反應(yīng)器內(nèi)的低聚物會被真空抽出，沿著真空系統(tǒng)中的管道壁凝聚聚集，因而造成真空系統(tǒng)管道堵塞。

為防止反應(yīng)器中的低聚物聚集在真空系統(tǒng)管道的表面，所以在反應(yīng)器真空氣相管出口設(shè)置刮板冷凝器裝置，使真空系統(tǒng)抽出的低聚物在刮板冷凝器內(nèi)部筒體表面凝聚，然后由刮板冷凝器內(nèi)部旋轉(zhuǎn)刮刀，將凝聚在筒壁表面的低聚物刮下，隨噴淋液一起流出，沿刮板冷凝器底部大氣腿管道排放至下部設(shè)備液封罐內(nèi)，避免了真空氣相管道的堵塞。

2刮板冷凝器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

刮板冷凝器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。如圖1所示，刮板冷凝器是由電機(jī)減速器、聯(lián)軸器、軸封、內(nèi)部軸承和刮刀組成，真空系統(tǒng)所抽取出的低聚物就是從頂部噴淋處進(jìn)入刮板冷凝器筒體，由內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的刮刀將其刮下排除的。

內(nèi)部軸承主要用于固定內(nèi)部刮刀軸及刮刀架以及轉(zhuǎn)動功能。內(nèi)部軸承結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

3內(nèi)部軸承工作狀況

刮板冷凝器屬于臥式攪拌設(shè)備，該設(shè)備為低速重載設(shè)備，因此臥式部分尾端攪拌軸就是采用的雙排滾柱調(diào)心軸承來支撐的;由于刮板冷凝器是連續(xù)性生產(chǎn)裝置，位于內(nèi)部的轉(zhuǎn)動部件日常無法維護(hù)，一旦內(nèi)部軸承磨損或損壞，將直接導(dǎo)致刮刀無法運行，甚至刮刀損壞，從而造成真空系統(tǒng)抽出的低聚物大量堆積，堵塞大氣腿或真空氣相管道，造成整套聚酯裝置被迫停車檢修，由此可見保證刮板冷凝器內(nèi)部軸承完好的重要性。

由于刮板冷凝器是給反應(yīng)器建立真空的重要設(shè)備，在抽取真空時的高溫氣體含有大量低聚物雜質(zhì)，并混合循環(huán)噴淋的乙二醇介質(zhì)會一同進(jìn)入刮板冷凝器內(nèi)，因為工作環(huán)境負(fù)責(zé)，所以該軸承不能按照常規(guī)方法加注潤滑脂，而是設(shè)有單獨的沖洗系統(tǒng)，沖洗介質(zhì)為新鮮乙二醇，新鮮乙二醇沖洗的主要作用是冷卻、清洗、潤滑軸承，之所以選用新鮮乙二醇是為了避免潤滑介質(zhì)中的雜質(zhì)對軸承的影響，從而保證軸承的良好潤滑和運行。

4內(nèi)部軸承磨損分析

在近幾年生產(chǎn)過程中，我公司多個裝置中的刮板冷凝器出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，且日常巡檢可聽到內(nèi)部異常聲音，并發(fā)生一起內(nèi)部軸承損壞破碎掉入底部液封罐內(nèi)的設(shè)備事故，在后期裝置停車檢修中對頻繁出現(xiàn)卡阻和軸承損壞的刮板冷凝器進(jìn)行檢查，通過對減速器與刮板軸的對中打表測量，排除對中不好因素。在進(jìn)罐檢查中，測量刮刀與筒壁間距也在正常范圍以內(nèi)，刮板冷凝器桶內(nèi)也并無較大物料卡阻，但在所拆卸出的刮板冷凝器內(nèi)部軸承均生銹嚴(yán)重，且內(nèi)部低聚物物料較多，軸承磨損嚴(yán)重。

內(nèi)部軸承運行狀況很差，通過原因分析得出以下結(jié)論:

(1)軸承選型不合理，沖洗乙二醇含有一定水分，而設(shè)計使用的軸承為普通鋼架保持架調(diào)心滾子軸承，受工作環(huán)境影響而生銹。

(2)乙二醇沖洗潤滑流量不足，造成潤滑不充分和外部物料進(jìn)入。

(3)內(nèi)部軸承座設(shè)計缺陷，為使沖洗潤滑的乙二醇有效排出，起到?jīng)_洗效果，在設(shè)計上原軸承壓蓋留有排液孔洞，造成進(jìn)入軸承室的乙二醇直接從孔洞排出，不能填充滿軸承室起到充分潤滑作用;且兩側(cè)軸承壓蓋均沒有密封設(shè)計，較大的縫隙導(dǎo)致了潤滑介質(zhì)的過多流失，并使真空抽出的反應(yīng)物料進(jìn)入軸承室，加劇設(shè)備磨損。

5設(shè)備改進(jìn)及技術(shù)優(yōu)化

5．1重新選型內(nèi)部軸承

將原設(shè)計中使用的套圈引導(dǎo)鋼制保持架軸承，替換為滾子引導(dǎo)銅合金車制保持架軸承，避免軸承生銹，增加耐磨性和承受更大的重載力。

5．2設(shè)計密封型軸承座

將原內(nèi)部軸承座兩側(cè)壓蓋拆卸下進(jìn)行加工，車出凹槽并安裝骨架油封，使軸承室形成密封腔，在安裝骨架油封時需要注意，必須將乙二醇潤滑管對面的骨架油封進(jìn)行反向安裝，這樣安裝是為了使沖洗潤滑的乙二醇在壓力的作用下，沿著反向安裝的骨架油封唇口沖出，保證軸承座密封腔內(nèi)乙二醇的充分填充和潤滑，并可防止由真空系統(tǒng)抽出的低聚物和煙氣進(jìn)入軸承室造成卡阻磨損。

骨架油封采用耐高溫氟橡膠材質(zhì)，在新鮮乙二醇的沖洗潤滑下可以起到良好的降溫作用，使其不受設(shè)備內(nèi)部環(huán)境溫度影響，保證使用壽命。將改造后的軸承座壓蓋組裝，整裝后將軸承座恢復(fù)安裝至刮刀軸上，連接乙二醇沖洗管線，不會對原設(shè)計設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。增加骨架油封的組裝圖和內(nèi)部軸承改造前后效果圖見圖3和圖4。


 

6改造成果驗證

因我公司聚酯裝置為連續(xù)生產(chǎn)裝置，停車大修周期為3～4年/次，設(shè)備自改造投入使用后近4年時間，在2017年底設(shè)備大修中，對改造使用的刮板冷凝器內(nèi)軸承進(jìn)行使用效果檢查，通過拆卸發(fā)現(xiàn)，軸承內(nèi)部干凈無雜物，軸承完好，無明顯磨損痕跡，使用效果非常好，且此方法已在本公司多套聚酯裝置進(jìn)行推廣使用。

綜合上述問題，對問題設(shè)備進(jìn)行了針對性的技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化，通過技術(shù)手段，實現(xiàn)了聚酯設(shè)備在使用周期內(nèi)平穩(wěn)運行，避免了設(shè)備故障導(dǎo)致的臨時性停車事故發(fā)生，有效延長了內(nèi)部軸承的使用壽命，效果顯著。