鄭賀伍，羅海貴，閆衛(wèi)華，朱建新，鄭忠山

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

我公司采用氨堿法工藝生產(chǎn)純堿，現(xiàn)有10臺混料式機械化豎窯進行石灰石的生產(chǎn)。石灰石在窯內(nèi)煅燒后，由窯底的螺錐出料盤出料，通過出灰篦子及下料溜管進入星型出灰機，由出灰機完成窯內(nèi)空氣密封和卸料，然后通過板式輸送機和斗式提升機將石灰石送往化灰機，制備成灰乳供鹽水精制及母液蒸餾?，F(xiàn)公司純堿產(chǎn)量6 200t／d以上，要求每臺窯的生產(chǎn)負荷必須在850t／d以上，由此造成出灰機長期處于高負荷運行，出灰轉(zhuǎn)鼓和殼體內(nèi)襯板磨損嚴重，導(dǎo)致設(shè)備密封性下降，設(shè)備停車檢修頻繁。不僅影響生產(chǎn)，更大幅增加了設(shè)備維護成本及生產(chǎn)能耗；同時還由于密封能力的下降，使窯內(nèi)風壓不穩(wěn)及窯內(nèi)石灰粉塵的大量泄漏，造成環(huán)境污染。經(jīng)過長時間的分析和研究，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備不適應(yīng)高負荷生產(chǎn)要求，檢修頻繁，對公司化工生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定運行具有較大隱患。因此，探索進行設(shè)備改造或改型成為亟待解決的問題。

1 國內(nèi)出灰設(shè)備現(xiàn)狀

目前國內(nèi)純堿企業(yè)使用的石灰石卸料裝置主要有星型出灰機和閘門式出灰機兩種，其中閘門式出灰機使用較少。下面就兩種出灰設(shè)備的特點進行分別介紹：

1.1 星型出灰機

星型出灰機結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1 星型出灰機簡圖

設(shè)備主要由直徑φ1100×650的殼體、端蓋、填料壓圈、殼體襯板、轉(zhuǎn)鼓襯板和安裝在軸上的格斗式轉(zhuǎn)鼓組成。殼體襯板與轉(zhuǎn)鼓間留有0.75～1.0mm的縫隙，在端蓋與轉(zhuǎn)鼓間安裝了40×40mm的油浸石墨盤根，用填料壓圈壓住，端蓋上安裝有銅質(zhì)滑動軸承，用以支撐主軸的旋轉(zhuǎn)。設(shè)備由電機－減速機和聯(lián)軸器組成的動力系統(tǒng)進行驅(qū)動，安裝在窯底外側(cè)，置于板式輸送機進料口上側(cè)的樓板上。當出灰機轉(zhuǎn)鼓在動力機的驅(qū)動下以7r／min的速度轉(zhuǎn)動時，已煅燒的石灰石通過下料溜管連續(xù)進入5個格斗內(nèi)，隨轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動將物料通過出料口卸出。該設(shè)備的主要特點就是在連續(xù)卸料過程中同時具有氣體密封作用，確保窯內(nèi)風壓穩(wěn)定，避免窯內(nèi)粉塵溢出對環(huán)境造成污染。

1.2 閘門式出灰機

閘門式出灰機結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。

圖2 閘門式出灰機

該型出灰機主要由出灰門座、出灰門板、傳動軸、軸承座、摩擦框、大齒輪、小齒輪與齒條等組成。為使出灰門與摩擦框間貼合緊密，防止窯內(nèi)粉塵與氣體外泄，出灰門板安裝有彈簧；傳動采用齒輪與齒條的傳動機構(gòu)，在電機減速機的驅(qū)動下，使出灰門板沿齒條作上下運動，定時開啟與封閉窯內(nèi)螺錐出料盤的出灰溜管料口，為間斷式卸料方式。該型出灰機具有故障率低，使用周期長，潤滑效果好等特點。

2 存在的問題

2.1 星型出灰機故障頻發(fā)

我公司在用的10臺星型出灰機因長期處在高負荷狀態(tài)下運行，出現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓及襯板、軸及軸承磨損；轉(zhuǎn)鼓襯板脫落導(dǎo)致的轉(zhuǎn)鼓卡滯、電機和減速機損壞的現(xiàn)象，特別是因轉(zhuǎn)鼓和襯板的磨損導(dǎo)致的二者的配合間隙擴大至10～15mm，使得窯底15kPa壓縮空氣外泄，造成窯內(nèi)風壓不穩(wěn)，惡化工藝參數(shù)，既影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定運行，又造成了環(huán)境污染。經(jīng)檢修后的出灰機平均每1～2個月就需更換，為滿足生產(chǎn)需求，現(xiàn)場配置了6套備機，每套（含電機和減速機）的價格在12萬以上，且需要輪流檢修更換，極大的提高了設(shè)備維護成本。經(jīng)多次拆檢發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)鼓的磨損大多呈均勻磨損，而殼體襯板為不均勻磨損，經(jīng)常出現(xiàn)深溝狀磨損帶；機殼內(nèi)的40×40mm的石墨填料在設(shè)備運行48h內(nèi)均已磨損殆盡，幾乎起不到對物料的密封的作用。因殼體與轉(zhuǎn)鼓間產(chǎn)生非常大的間隙，又由于失去了填料的密封，小塊物料直接進入到殼體和轉(zhuǎn)鼓間形成的腔體內(nèi)，使腔體內(nèi)轉(zhuǎn)鼓和端蓋的榫槽配合處因物料磨損，均產(chǎn)生很大的縫隙，腔體內(nèi)的石灰粉塵經(jīng)榫槽處串入滑動軸承內(nèi)，與軸承內(nèi)的潤滑脂相混合，造成軸承潤滑質(zhì)量急劇下降，加速了軸承的磨損。如遇工藝惡化時，石灰石出料溫度高達150～200℃，軸承內(nèi)潤滑脂在高溫下迅速液化流失，使得軸在無潤滑狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，從而加速了軸及軸承的磨損，并使得窯內(nèi)空氣及石灰粉塵自軸承處泄露。綜上所述，該型出灰機在設(shè)計上存在著較大的缺陷，亟需改進設(shè)計或改型。但限于該設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計，無法進行大幅度的結(jié)構(gòu)改進，曾嘗試過轉(zhuǎn)鼓襯板激光熔敷，但激光熔敷的耐磨層硬度過高，無法進行車削加工；其后殼體襯板采用了耐磨材料，以提高其耐磨性能，但作用有限，因此已不適合在原設(shè)備的基礎(chǔ)上進行技術(shù)改造。

2.2 閘門式出灰機不具可行性

閘門式出灰機目前在國內(nèi)應(yīng)用較少，原因除了制造及安裝的技術(shù)要求較高，現(xiàn)場檢修耗時長，影響生產(chǎn)外，主要是因出灰門板和摩擦框間的間隙因物料的磨損逐漸加大，同樣存在著窯內(nèi)空氣外泄導(dǎo)致的風壓不穩(wěn)、惡化工藝和污染環(huán)境的問題。同時，由于我公司石灰窯及石灰石輸送設(shè)備的布置不適應(yīng)該型出灰機的使用，將現(xiàn)有的星型出灰機改為閘門式出灰機因改造需要停產(chǎn)的原因，不具有可行性。

3 設(shè)備改型構(gòu)想

改型后的設(shè)備除了必須具備卸料及密封的基本功能外，需著重解決設(shè)備磨損嚴重、密封效果差、檢修頻繁、耗時長及影響生產(chǎn)穩(wěn)定運行等諸多問題。因此改型后的設(shè)備必須具有滿足高負荷生產(chǎn)需要，適應(yīng)現(xiàn)有的設(shè)備布局，結(jié)構(gòu)簡單、密封效果好、耐用度高、檢修方便、節(jié)能降耗的特點。

4 設(shè)備選型

4.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)及特點

改型后的卸料裝置，擬選用一種較為成熟的間斷式卸料及密封裝置——雙層鎖風卸料閥。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示。

圖3 雙層鎖風卸料閥簡圖

該裝置由閥體、料斗、清理孔、閥板、連接法蘭、軸及軸套、軸承及軸承座、連接管及法蘭、執(zhí)行氣缸等組成。殼體采用板厚t＝25mm鑄鋼或16Mn等耐磨性能較好的材質(zhì)，容積可依據(jù)出灰量確定。軸及軸套采用銷釘連接，閥板與軸套采用焊接，以方便閥板及軸套的更換，閥板的安裝角度可根據(jù)生產(chǎn)需要進行調(diào)節(jié)，上下兩個氣缸的動作幅度及周期采用PLC模塊控制，使得上下閥板以一定的時間間隔執(zhí)行錯時開關(guān)動作，從而實現(xiàn)間斷式卸料及密封作用。采用上述方案后，與現(xiàn)有設(shè)備相比，由于省去了電機及減速機等驅(qū)動裝置，即可節(jié)約大量的電力消耗，又無需購置大量的備機備件。由于殼體容積較大，且殼體及閥板均為平面，物料在殼體內(nèi)運動阻力小，大幅降低了與殼體及閥板間的磨損。同時改進了潤滑設(shè)計，軸及軸承均遠離物料，并在軸承座內(nèi)加裝唇形骨架油封，消除石灰石高溫引起的潤滑脂液化流失，以及石灰粉塵進入軸承的現(xiàn)象，從根本上解決了軸及軸承的快速磨損。該設(shè)備可滿足灰窯工藝要求，穩(wěn)定和優(yōu)化工藝操作，提升石灰石煅燒品質(zhì)。具有結(jié)構(gòu)簡單、密封效果好、設(shè)備故障率低、使用周期長的特點。同時檢修方便，針對磨損狀況，適時更換閥板即可，可顯著減少停車檢修時間。因此，該設(shè)備可極大地降低設(shè)備維護成本。

4.2 設(shè)備工作過程

灰窯內(nèi)的石灰石通過下料溜管，經(jīng)出灰篦子和出料短節(jié)，進入上收料斗，此時，上下閥板處在PLC控制下的錯時開關(guān)狀態(tài)，上閥板關(guān)閉，下閥板打開。隨著物料的連續(xù)進入達到預(yù)定時長后，下閥板在氣缸的推動下關(guān)閉，再經(jīng)預(yù)定時長（如歷時2s）后上閥板在氣缸的推動下打開，物料快速傾瀉到下閥板內(nèi)，同時上閥板逐漸關(guān)閉。待下閥板打開卸料時，上閥板處于關(guān)閉狀態(tài)，物料同時也在連續(xù)進入上收料斗，完成了一個動作周期，從而實現(xiàn)了間斷式卸料及密封作用。

5 結(jié) 語

針對星型出灰機的設(shè)計缺陷，在無法滿足高負荷生產(chǎn)需要的情況下，通過設(shè)備改型，提高設(shè)備耐用度和鎖氣密封效果，起到大幅降低設(shè)備維護成本、穩(wěn)定工藝操作和消除環(huán)境污染的作用，不失為一種優(yōu)選方案。本文提出的選用雙層鎖風卸料閥來實現(xiàn)石灰石的卸料及窯內(nèi)空氣密封的思路，還有待在實際生產(chǎn)中進行驗證。故本文的意義就在于起拋磚引玉的作用，與相關(guān)技術(shù)人員共同探討灰窯卸料設(shè)備的技改工作。

［1］ 潘鴻恩，孫錫吾.純堿生產(chǎn)設(shè)備檢修與防腐［M］.沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，1991