催化裂化催化劑所用分子篩的生產(chǎn)屬于精細(xì)化工范疇，其生產(chǎn)制造工藝過程復(fù)雜，應(yīng)用各類攪拌設(shè)備以滿足不同工藝需要，因此，攪拌系統(tǒng)在分子篩生產(chǎn)中至關(guān)重要。
分子篩漿液儲(chǔ)存是分子篩制備中的重要工藝步驟，催化劑齊魯分公司的分子篩漿液罐大多為立式圓筒形罐體、中心頂插立式攪拌，其主要作用是促進(jìn)分子篩顆粒在水中非均相分散，形成均勻懸浮、防止發(fā)生分層沉淀。
分子篩顆粒粒徑較小(約3.5～5μm)、比重較大(2～2.8g/mL)，分子篩懸濁液靜置時(shí)，由于沉降速度較快，極易發(fā)生沉淀，故分子篩漿液攪拌設(shè)備臨界轉(zhuǎn)速較高，目前在用設(shè)備轉(zhuǎn)速在50～120r/min之間。攪拌器選型由于設(shè)備投用時(shí)間差異，目前有三曲面軸流攪拌器、三折葉開啟渦輪攪拌器、四折葉開啟渦輪攪拌器、六彎葉圓盤渦輪攪拌器、三葉后掠式攪拌器等，槳葉主要形式為槳式、渦輪式、三葉后掠式三種。
由于漿液罐容積變化較大(容積10m3～250m3不等)、結(jié)構(gòu)尺寸與型狀不同(錐底、蝶形封頭、平底等)、液位變化頻繁、漿液粘度比重變化大，設(shè)備制作與安裝精度存在偏差，以及設(shè)備長期使用變形、磨損、漿液腐蝕等諸多因素，導(dǎo)致設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)振動(dòng)，極易造成設(shè)備損壞，是安全生產(chǎn)的一個(gè)重大隱患。
因此，為了延長設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期，提高攪拌效果，消除安全隱患，先后通過改變攪拌與設(shè)備的連接方式、攪拌槳葉規(guī)格尺寸調(diào)整、提高制作安裝精度等優(yōu)化工作，開發(fā)了一種具有提高攪拌運(yùn)行穩(wěn)定性的設(shè)備技術(shù)。
攪拌系統(tǒng)改造
攪拌槳葉改造 分析分子篩儲(chǔ)罐物料易沉降問題發(fā)現(xiàn)，其主要原因是攪拌槳葉攪拌設(shè)計(jì)能力不足：
考慮到濾餅在打漿時(shí)需較強(qiáng)的剪切分散，篩選幾種常用攪拌器，將攪拌機(jī)底層漿采用剪切力較好的渦輪式攪拌或三葉后掠式攪拌槳葉，可充分將濾餅打漿、分散;中層、上層漿采用三葉后掠式攪拌槳葉或長薄葉螺旋槳，可有效增大釜內(nèi)物料的循環(huán)量，提供一定量的剪切分散效果，確保罐內(nèi)介質(zhì)固相懸浮不沉底;調(diào)整攪拌槳葉直徑、間距，形成穩(wěn)定循環(huán)流，減少阻力、提高物料的混合度，避免物料在罐底沉降造成堵塞甚至設(shè)備停運(yùn)檢修。
攪拌結(jié)構(gòu)優(yōu)化 分析分子篩濾餅打漿罐設(shè)備振動(dòng)問題及損壞情況發(fā)現(xiàn)，其主要振動(dòng)原因有以下幾點(diǎn)：機(jī)架軸承設(shè)計(jì)選型不合理，偶然載荷沖擊易損壞;攪拌機(jī)架與打漿罐上部封頭連接法蘭盤直徑偏小，機(jī)架穩(wěn)定性差;機(jī)架過渡板支撐強(qiáng)度不足，影響攪拌垂直度，易振動(dòng);罐底部支撐穩(wěn)定性差，易磨損脫落;攪拌軸偏細(xì)，強(qiáng)度不足易彎曲。
因此，一旦攪拌器擺幅偏大，極易導(dǎo)致軸承盒、聯(lián)軸器和減速機(jī)軸承軸封損壞漏油，并引起振動(dòng)，進(jìn)而損壞攪拌器。為此，我們選擇了新的攪拌器，制定了新的安裝方案并逐步實(shí)施：
減速機(jī)換型。減速機(jī)由擺線輪減速機(jī)更換為SEW減速機(jī)，提供穩(wěn)定輸出、提高傳輸穩(wěn)定性以確保攪拌平衡不被破壞，穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行。
機(jī)架及軸承改造：機(jī)架軸承由單軸承單支點(diǎn)改為雙軸承雙支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，改善支撐載荷分布，減少軸承偶然載荷沖擊損壞的同時(shí)，提高機(jī)架支撐剛性;適度加大機(jī)架高度及與設(shè)備連接法蘭盤直徑，減小單位截面載荷，提高機(jī)架穩(wěn)定性;根據(jù)改造使用情況，改造或去除罐底軸承或軸瓦等支撐組件以調(diào)整自由度，避免振動(dòng)，盡量減少維修量、降低維修成本。
攪拌支撐改造。加固罐頂減速機(jī)支撐組件及設(shè)備平臺(tái)等，提高受力點(diǎn)支撐剛性，避免共振。
攪拌軸改造：將攪拌軸直徑加粗，增大軸強(qiáng)度、減小撓度，降低彈性系統(tǒng)共振的可能;攪拌軸由通軸改造為上、中、下多段式連接軸，并選用合適的聯(lián)軸器以確保中心軸定位與同軸度，根據(jù)損壞情況分段更換即可，大大節(jié)約了檢修費(fèi)用。此外，通過提高設(shè)備安裝精度，確保設(shè)備安裝水平度、垂直度、間隙配合，一定程度上減少了攪拌軸線偏移，有利于設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
攪拌器材質(zhì)優(yōu)化
分子篩腐蝕性較強(qiáng)，要求攪拌軸及攪拌槳葉選用材料應(yīng)有較好的耐腐蝕性，主要從化學(xué)因素方面比較工業(yè)生產(chǎn)中常用的幾種不銹鋼材料，即304(0Cr18Ni9)、321(1Cr18Ni9Ti)、316L(00Cr17Ni14Mo2)等材料。
化學(xué)成分的比較 如表1可見，321含鈦(Ti)，316L含鉬(Mo)：321不銹鋼與304不銹鋼非常相似，由于加入了金屬鈦(Ti)，使其具有更好的耐晶界腐蝕性及高溫強(qiáng)度，能有效控制碳化鉻的形成，防止金屬脆硬裂紋，保持材料抗腐蝕能力;321不銹鋼具有優(yōu)異的高溫應(yīng)力破斷性能及高溫抗?jié)撟冃阅埽瑑?yōu)于304不銹鋼;316L不銹鋼由于加入了含量2%～3%的鉬(Mo)，增加耐蝕鋼的抗有機(jī)酸及還原性介質(zhì)腐蝕的能力。
耐腐蝕性對(duì)比 金屬與周圍介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞稱為腐蝕，如金屬設(shè)備在大氣中生銹，鋼鐵在酸中溶解及高溫下的氧化等。金屬的腐蝕有兩種：化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕，其中晶間腐蝕是一種極其危險(xiǎn)的電化學(xué)腐蝕。各元素對(duì)鋼的耐腐蝕性能的影響。
316L不銹鋼屬于超低碳不銹鋼(碳含量小于等于0.03%)，321不銹鋼屬于低碳不銹鋼，含碳量越高鋼的抗晶間腐蝕的能力越弱，在通常的腐蝕環(huán)境中一般不會(huì)發(fā)生晶間腐蝕。321不銹鋼含碳量為0.08%，通過加鈦穩(wěn)定碳化物從而增加了金屬的晶間腐蝕，改善了金屬的焊接性。316L不銹鋼因?yàn)樘砑恿?Mo(2～3%)達(dá)到優(yōu)秀的耐孔蝕和耐腐蝕性的不銹鋼，有較強(qiáng)的抗晶間腐蝕能力。綜合以上考慮，316L不銹鋼性能優(yōu)于321不銹鋼。
分子篩漿液儲(chǔ)罐攪拌器材料，根據(jù)物料腐蝕情況選用材料綜合性能不低于321不銹鋼即可滿足使用。
實(shí)施效果分析
設(shè)備使用情況對(duì)比 表3是動(dòng)改前后五臺(tái)設(shè)備電機(jī)輸出部位(采樣點(diǎn)1)、減速機(jī)輸出部位(采樣點(diǎn)2)、減速機(jī)頂部最高點(diǎn)(采樣點(diǎn)3)的數(shù)據(jù)比對(duì)。
由表3可以看出：設(shè)備動(dòng)改前后，采樣點(diǎn)徑向振幅明顯減小，約為改造前的1/3～1/2。但是1#、2#設(shè)備動(dòng)改后，振動(dòng)仍然存在，現(xiàn)場(chǎng)可見減速機(jī)系統(tǒng)輕微搖晃，有待進(jìn)一步改進(jìn);設(shè)備動(dòng)改后，軸向振幅明顯減小;設(shè)備檢修周期延長約一倍，檢修工作量大幅減小，底瓦軸套等備件消耗量約為改造前的1/3～1/2。此外，攪拌槳葉因材質(zhì)更換，腐蝕減薄量明顯減小，動(dòng)改后設(shè)備未再出現(xiàn)出口管線堵塞。
能耗分析 五臺(tái)打漿罐減速機(jī)系統(tǒng)由擺線輪XLD減速機(jī)更換為SEW減速機(jī)，另外配合攪拌槳葉動(dòng)改，減小電機(jī)功率及轉(zhuǎn)速，功率降低7kw/臺(tái)，轉(zhuǎn)速由71r/min降至59r/min，電耗大幅度下降。
維修成本分析 根據(jù)設(shè)備改造前后檢維修情況對(duì)比，改造后設(shè)備檢修量約為檢修前的一半，攪拌設(shè)備備件(減速機(jī)備件、軸承、底瓦、軸套、半軸、攪拌槳葉輪轂等)消耗量減少約 1/2，年度設(shè)備檢修次數(shù)也從十余次減少至四至五次，單臺(tái)設(shè)備平均節(jié)省維修費(fèi)用約合2～3萬元。
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