董佳偉, 黃春生, 朱 江, 李銀江, 張 鑫

(楚雄滇中有色金屬有限責(zé)任公司, 云南 楚雄 675000)

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制酸高溫排風(fēng)機(jī)快速切換裝置的探索與應(yīng)用

董佳偉, 黃春生, 朱 江, 李銀江, 張 鑫

(楚雄滇中有色金屬有限責(zé)任公司, 云南 楚雄 675000)

本文介紹了一種新型快速人工手動(dòng)切換裝置在制酸高排風(fēng)機(jī)的應(yīng)用情況。該裝置在維修過(guò)程中能快速打開(kāi)管線法蘭并在法蘭之間插入盲板，節(jié)省人力和維修時(shí)間，能保證操作人員的安全性，方便檢維修人員的現(xiàn)場(chǎng)操作。

快速； 切換； 裝置； 盲板； 管道； 制酸

火法冶煉過(guò)程中產(chǎn)生大量的煙氣，其特點(diǎn)是煙氣溫度高，含塵量大，波動(dòng)范圍大，并含有氣態(tài)污染物SO2、SO3、AS2O3、Pb等。

本廠熔煉煙氣經(jīng)余熱鍋爐進(jìn)行降溫重力除塵，然后經(jīng)電收塵除塵后進(jìn)入制酸系統(tǒng)。進(jìn)入電收塵的煙氣經(jīng)高溫排風(fēng)機(jī)吸入，為保證生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，采用三臺(tái)高溫排風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)兩臺(tái)電收塵作業(yè)，三臺(tái)高溫排風(fēng)機(jī)兩臺(tái)主用一臺(tái)備用，高排風(fēng)機(jī)工作流程見(jiàn)圖1。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于煙氣含塵大，經(jīng)常由于某一臺(tái)主用高排風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行，需倒用備用風(fēng)機(jī)進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)作業(yè)，此時(shí)整個(gè)熔煉、硫酸工藝系統(tǒng)需全部停產(chǎn)等待，造成很的經(jīng)營(yíng)損失。

圖1 高排風(fēng)機(jī)工作流程

圖1中1#、2#電收塵對(duì)應(yīng)1#、2#、3#高溫排風(fēng)機(jī)，1#、3#高溫排風(fēng)機(jī)為主用風(fēng)機(jī)，2#高溫排風(fēng)機(jī)為備用風(fēng)機(jī)。生產(chǎn)過(guò)程中若1#高溫排風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，需倒用2#高溫排風(fēng)機(jī)時(shí)，需將1-1#，1-2#法蘭位置打開(kāi)，插入盲板，將4#、2-1#、2-2#法蘭位置打開(kāi)，插入通板，由于煙氣管道為φ1 800 mm鋼管，為達(dá)到良好的密封效果，原采用法蘭加盲板的形式進(jìn)行密封，開(kāi)啟難度較大，整個(gè)倒機(jī)過(guò)程需6 h。

最大限度地減少倒開(kāi)風(fēng)機(jī)的時(shí)間可有效減少因倒風(fēng)機(jī)造成的生產(chǎn)損失，若采用電動(dòng)閥門(mén)，因煙氣含SO2高，含塵量大，腐蝕性大，使用過(guò)程中難以達(dá)到密封效果，而且造價(jià)較貴，綜合效率較低。另外現(xiàn)場(chǎng)位置狹窄不利于使用電動(dòng)盲板閥。為降低倒換閥的工作時(shí)間，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定，減少停機(jī)時(shí)間，需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用盲板閥進(jìn)行改造，以適應(yīng)高溫排風(fēng)機(jī)的快速切換作業(yè)。

導(dǎo)致?lián)Q機(jī)速度慢的原因是盲板在取和放的過(guò)程中都需要拆卸大量螺栓，若能減少拆卸時(shí)間則可有效減少換機(jī)時(shí)間。減少拆卸螺栓的時(shí)間有兩種方式：一是減少螺栓數(shù)量，二是改變緊固方式。如采用減少螺栓的方式只有在螺栓大量減少的基礎(chǔ)上才能有效減少拆卸時(shí)間，而且采用此方式仍需大量人力進(jìn)行剩余螺栓的拆卸。相對(duì)第一種方式，采用千斤頂快速打開(kāi)法蘭和關(guān)閉法蘭從而改變緊固方式，并使用盲板做密封閥芯是一種既經(jīng)濟(jì)又省力的方式，可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到倒機(jī)的目的。此方式與盲板閥機(jī)構(gòu)類(lèi)似。

1 工作原理

塊速切換裝置詳見(jiàn)圖2。該裝置設(shè)置在要求分離(切斷)的部位，快速切換裝置可使用原有法蘭進(jìn)行改造，由左右壓緊支撐板(6個(gè)，同時(shí)做為螺旋千斤頂支座及頂開(kāi)點(diǎn))、中間盲板(通板)、壓緊螺栓及楔板(6套)，螺旋千斤頂?shù)冉M成，可以快速拆卸壓緊螺栓。使用螺旋千斤頂頂開(kāi)左右閥體，完成快速松開(kāi)，拆除更換盲板(通板)的工作，達(dá)到啟閉目的。

圖2 快速切換裝置

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

采用螺旋千斤頂操作盲板的啟閉，使用楔板進(jìn)行夾緊，這樣的壓力能夠使接觸面密封，達(dá)到無(wú)泄漏的要求。

3 使用方式

松開(kāi)壓緊螺栓，用錘打出楔板，放入螺旋千斤頂，打開(kāi)兩法蘭片，取出盲板，放入通板調(diào)整好位置，取出螺旋千斤頂，放入壓緊螺栓打出楔板，調(diào)整緊固壓緊螺栓，更換作業(yè)完成。

本裝置主用特點(diǎn)是適應(yīng)于要求使用空間小的環(huán)境，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，性能可靠，操作方便快速等特點(diǎn)。

4 設(shè)計(jì)計(jì)算

4.1 盲板厚度計(jì)算

由于盲板關(guān)閉時(shí)，盲板受力最大，需對(duì)盲板厚度進(jìn)行校核，將盲板按平板進(jìn)行考慮，平板厚度計(jì)算是以圓平板應(yīng)力分析為基礎(chǔ)，計(jì)算時(shí)采用圓平板理論基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)公式，通過(guò)K來(lái)體現(xiàn)平板周邊的支撐情況。

式中：W——密封面上墊片所產(chǎn)生的壓緊力，MPa；LG——墊片密封基本寬度，mm；PC——計(jì)算壓力，MPa；DC——墊片的平均直徑，mm。

平板的臨界厚度δP為：

式中：σ1——盲板材料的許用應(yīng)力，MPa；φ——焊接接頭系數(shù)。

如果盲板最薄處δmin(開(kāi)槽之前盲板厚度減去上下開(kāi)槽之后的厚度>δP，則盲板厚度滿(mǎn)足要求。

4.2 壓緊螺栓

壓緊螺栓在該快速切換裝置工作過(guò)程中主要受盲板夾緊過(guò)程的軸向力，根據(jù)壓緊螺栓的橫截面積設(shè)計(jì)尺寸A校核壓緊螺栓的正應(yīng)力σ為：

式中：F——壓緊螺栓的內(nèi)力，N；A——壓緊螺栓的橫截面積，mm2。

如果σ<σ(壓緊螺栓的許用應(yīng)力)，則壓緊螺栓的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)度要求。

5 生產(chǎn)運(yùn)用

該裝置運(yùn)用于制酸煙氣管道中高溫排風(fēng)機(jī)的倒機(jī)作業(yè)。煙氣管道φ1 800 mm，改造前，拆除螺栓，再頂開(kāi)兩法蘭片進(jìn)行更換盲板及通板作業(yè)，每次作業(yè)時(shí)間需6 h，經(jīng)改造為該快速切換裝置后，由于減少了拆裝螺栓時(shí)間，每次作業(yè)時(shí)間降低至20 min，并且減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，有效降低了系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間，操作作業(yè)較為簡(jiǎn)單、安全、快捷。

6 結(jié)語(yǔ)

該快速切換裝置在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)多次使用，效果良好，能夠較快速的完成管線的啟閉，而且安全性能較高。在常規(guī)的維修、倒換機(jī)作業(yè)中能大幅度減少停車(chē)時(shí)間。該裝置與傳統(tǒng)成套的盲板閥相比具有更高的安全性，操作簡(jiǎn)單、快捷，投資較低，減少了大量的安裝空間，工作性能良好。

[1] 王金平.盲板的厚度結(jié)算與使用[J].化工安全與環(huán)境，2004(10).

[2] 楊源泉.閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[3] 陸培文.實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社， 2002.

Exploration and application of quick switching device in high temperature ventilator for acid-making

DONG Jia-wei, HUANG Chun-sheng, ZHU Jiang, LI Yin-jiang, ZHANG Xin

In this paper the practical application situation of a new quick manual switching device in high temperature ventilator for making-acid was introduced. In the process of maintenance, the pipe flange can be open and insert the blind plate between flanges quickly via this device, and such operations can save manpower and time to repair, guarantee the safety of operating staff, and enable site operation of maintenance staff convenient.

quick; switching; device; blind plate; pipeline; acid-making

董佳偉(1959—)，男，云南劍川人，主要從事有色冶金企業(yè)管理工作。

2014-- 02-- 19

2014-- 05-- 12

TQ111.1

B

1672-- 6103(2015)02-- 0051-- 02