段　超（昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南　昆明　650051）

水鋼6＃、7＃燒結(jié)機(jī)氣力輸灰系統(tǒng)的調(diào)試改造

段超
（昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南昆明650051）

摘要：氣力輸送是一種工業(yè)生產(chǎn)中常用的高效輸送法，其用于燒結(jié)除塵灰輸送，具有占地面積小、布置靈活、粉塵污染小、勞動(dòng)強(qiáng)度低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。水鋼6＃、7＃燒結(jié)機(jī)在收塵灰的輸送中采用了該技術(shù)，并對(duì)調(diào)試和試運(yùn)行過(guò)程中遇到的問題進(jìn)行了分析，根據(jù)分析結(jié)果提出了設(shè)計(jì)中需注意的要點(diǎn)和改造的措施，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：氣力輸送；燒結(jié)機(jī)；除塵灰；調(diào)試改造

0　引　言

水鋼6＃、7＃燒結(jié)機(jī)建設(shè)工程是貴州省重點(diǎn)技改項(xiàng)目，其主要內(nèi)容為建設(shè)2臺(tái)2 652 m2燒結(jié)機(jī)及其配套公輔設(shè)施。該項(xiàng)目由昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司設(shè)計(jì)和總承包，工程于2008年8月開工建設(shè)，2臺(tái)燒結(jié)機(jī)分別于2009年9月和2010年7月投入試生產(chǎn)，全系統(tǒng)于2010年11月通過(guò)竣工驗(yàn)收。該項(xiàng)目在建設(shè)中采用了一系列國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的新技術(shù)、新工藝，工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)了工期短、投資省、質(zhì)量?jī)?yōu)的良好效果。

在燒結(jié)機(jī)收塵系統(tǒng)收塵灰的輸送上，采用了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的氣力輸送設(shè)備將收塵灰回送至配料室重新參加配料，最大程度地對(duì)原料循環(huán)利用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)密閉運(yùn)輸，減少了二次揚(yáng)塵和工人勞動(dòng)強(qiáng)度。由于該類系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)燒結(jié)廠運(yùn)用相對(duì)較少，且系統(tǒng)存在著運(yùn)送的物料比重大、運(yùn)距遠(yuǎn)等特點(diǎn)，導(dǎo)致在試生產(chǎn)初期運(yùn)行不夠順暢。總包方組織設(shè)計(jì)方、設(shè)備廠家和施工單位，結(jié)合對(duì)燒結(jié)除塵灰輸送系統(tǒng)特點(diǎn)和工程實(shí)際情況的研究，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了大量調(diào)試和改造工作，最終使該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了正常運(yùn)行，保證了整個(gè)項(xiàng)目的按期順利竣工投產(chǎn)。

1　氣力輸灰系統(tǒng)組成

水鋼6＃、7＃燒結(jié)機(jī)氣力輸灰系統(tǒng)共有6套，各輸送系統(tǒng)的基本參數(shù)見表1。

表1　各氣力輸送系統(tǒng)基本參數(shù)Tab.1　The basic parameters of pneumatic conveying systems

各輸灰系統(tǒng)均由氣源、輸送設(shè)備、管道、灰倉(cāng)和控制系統(tǒng)等部分組成。

（1）該工程的輸灰氣源為水鋼鐵前片區(qū)空壓站用管道供給的壓力為0.8 MPa的壓縮空氣，在每個(gè)輸灰系統(tǒng)均設(shè)有儲(chǔ)氣罐（10 m3或5 m3），以保證輸送設(shè)備的正常工作用氣供應(yīng)。

（2）輸送設(shè)備為在每個(gè)收塵點(diǎn)配置的2臺(tái)發(fā)送器（又叫壓送罐或倉(cāng)泵，單臺(tái)凈容積為：機(jī)頭、機(jī)尾和整粒收塵2 m3，成品轉(zhuǎn)運(yùn)站收塵2 m3，配料收塵0.6 m3，均為一用一備）。各收塵器收下的灰塵經(jīng)由收塵器下的埋刮板輸送機(jī)送入中間倉(cāng)，再進(jìn)入倉(cāng)下的發(fā)送器中，當(dāng)發(fā)送器中收塵灰存到設(shè)定量或到設(shè)定輸送時(shí)間時(shí)，開始進(jìn)氣加壓，當(dāng)加壓到設(shè)定值（壓力開關(guān)動(dòng)作）或設(shè)定時(shí)間后打開出料閥，然后壓縮空氣將收塵灰通過(guò)管道輸送到配料倉(cāng)。

（3）管道主要由輸料管、輸氣管和助推器等組成，輸料管采用壁厚8 mm的厚壁無(wú)縫鋼管，機(jī)頭、機(jī)尾和整粒收塵輸料管管徑為DN125，配料、成品收塵輸料管管徑為DN100，輸料管彎頭采用加有背包的大半徑彎頭和球形彎頭，均可在彎頭處形成料磨料，以增加彎頭使用壽命，在輸料管彎頭前等處安裝有助推器，水平管約25 m安裝1組，垂直管約10 m安裝1組，由與輸料管平行敷設(shè)的輸氣管供氣，以補(bǔ)加壓縮空氣來(lái)保證輸料動(dòng)力不衰減，并減少堵管發(fā)生機(jī)率。

（4）所有收塵器的收塵灰均送至在燒結(jié)配料室設(shè)置的2個(gè)收塵灰倉(cāng)（每倉(cāng)有效容積300 m3），倉(cāng)頂輸灰管上設(shè)有耐磨陶瓷內(nèi)襯換向閥，可控制收塵灰進(jìn)入的灰倉(cāng)。倉(cāng)上配有單機(jī)布袋除塵器。收塵灰在倉(cāng)下由螺旋秤計(jì)量后經(jīng)加濕后參與配料，重新進(jìn)入燒結(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)。

（5）氣力輸送控制系統(tǒng)主要由各種料位、壓力監(jiān)測(cè)儀表、PLC控制系統(tǒng)和各種氣動(dòng)閥門等組成。

2　系統(tǒng)調(diào)試中遇到的問題

隨著水鋼6＃、7＃燒結(jié)機(jī)工程第一期6＃燒結(jié)機(jī)建成投入試生產(chǎn)，已安裝完成的各氣力輸灰系統(tǒng)也隨之進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)試階段。在調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)除配料收塵輸灰系統(tǒng)可基本正常運(yùn)行外，其它幾個(gè)系統(tǒng)都存在一定的問題而不能完全正?？煽康剡\(yùn)行，存在的主要問題有：

（1）輸送超時(shí)。按照設(shè)備設(shè)計(jì)能力，每一罐發(fā)送器（倉(cāng)泵）的正常輸送時(shí)間應(yīng)在5～10 min內(nèi)，但在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)達(dá)到20～30 min才能輸送完一罐，最長(zhǎng)的甚至出現(xiàn)過(guò)1 h還未輸送完成的情況。由此導(dǎo)致收塵器收下的灰塵無(wú)法及時(shí)排出，嚴(yán)重時(shí)還出現(xiàn)為了保證燒結(jié)機(jī)不停機(jī)而被迫另開排灰口，改而采用車輛運(yùn)灰的情況。此類情況其中以輸送距離最遠(yuǎn)的機(jī)尾和整粒除塵更為嚴(yán)重。

（2）堵管。此類現(xiàn)象在各系統(tǒng)均有出現(xiàn)，多出現(xiàn)在出倉(cāng)泵后、管道中后段等處。由于堵管發(fā)生在何處無(wú)法直觀發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)，只能由人工敲打管道聽音辨識(shí)，有時(shí)還要試拆管道驗(yàn)證，加上管道在空中走線，換管也較困難，因此導(dǎo)致堵管故障的排除時(shí)間長(zhǎng)，這也嚴(yán)重影響了氣力輸灰系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（3）管道磨穿。此類現(xiàn)象主要出現(xiàn)在管道的中后段，以及管道彎頭和彎頭出口后1 m內(nèi)最易磨損，特別是除塵灰倉(cāng)頂上的管道及閥門磨損更為嚴(yán)重。管道磨穿后也需要停機(jī)進(jìn)行補(bǔ)管或換管，這也是影響系統(tǒng)輸送能力的一個(gè)重要因素。

3　存在問題及改造方案

在氣力輸灰系統(tǒng)調(diào)試上出現(xiàn)上述問題后，業(yè)主方和建設(shè)方共同對(duì)問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行了分析，并結(jié)合考察了國(guó)內(nèi)其他工廠的應(yīng)用情況，在保證生產(chǎn)不停的情況下邊分析邊整改，對(duì)該系統(tǒng)的系統(tǒng)特性、材料選用、管道布置和生產(chǎn)操作中需注意的問題逐步形成了較全面的認(rèn)識(shí)，針對(duì)問題形成原因進(jìn)行了相對(duì)應(yīng)的改造。

1）存在問題原因分析

（1）輸灰氣源供氣能力不足。在試車過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)輸送時(shí)間稍長(zhǎng)后管道壓力急劇下降的問題。經(jīng)分析，原因主要是在倉(cāng)泵將儲(chǔ)氣罐中的壓縮空氣用完后，由于儲(chǔ)氣罐的補(bǔ)氣管道管徑不夠而導(dǎo)致無(wú)法給倉(cāng)泵提供足夠的動(dòng)力。

（2）收塵灰受潮結(jié)塊。由于燒結(jié)機(jī)機(jī)頭除塵廢氣中含有一定量的水分，機(jī)頭收塵灰收下后，一旦未及時(shí)排走而放置較長(zhǎng)時(shí)間，溫度降低后會(huì)導(dǎo)致結(jié)露，就易形成板結(jié)。而水城地區(qū)空氣濕度大、降雨量大，在管路密封和防雨措施不好時(shí)，水汽也易進(jìn)入倉(cāng)泵及管道系統(tǒng)，導(dǎo)致輸灰困難。

（3）管路設(shè)計(jì)不盡合理。由于燒結(jié)收塵灰比重大且粒徑分布范圍廣，因此相比其它輕質(zhì)物料的輸送更易發(fā)生因管道設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致的管道阻力大、物料沉積和堵塞等故障。管道設(shè)計(jì)中必須選擇最近的路徑，并盡量減少?gòu)濐^數(shù)量，同時(shí)還要盡量避免管道垂直爬坡和直角轉(zhuǎn)彎。

（4）管材、管件選擇需優(yōu)化。由于燒結(jié)收塵灰具有的大比重、大顆粒、硬度大等特點(diǎn)，決定了其在輸送管道的流動(dòng)方式都呈現(xiàn)出初始為栓狀流、尾部為懸浮流的特征，其本質(zhì)上還屬于氣力輸送方式中的稀相方式。其輸送流速相對(duì)較快（可達(dá)10 m／s），相應(yīng)地對(duì)管道、彎頭、閥門等處產(chǎn)生劇烈沖刷、磨擦導(dǎo)致管道管件磨穿和磨損，因此必須選用耐磨性能好、磨損小的管件以盡量延長(zhǎng)管道管件的使用壽命。

2）改造方案

（1）加大進(jìn)儲(chǔ)氣罐中壓縮空氣管管徑。將設(shè)計(jì)給儲(chǔ)氣罐供氣的壓縮空氣支管管徑從DN50改為DN125或DN150（根據(jù)儲(chǔ)氣罐大小不同而定），經(jīng)如此改造后，以前常見的供氣不足、輸送后期壓力急劇下降的情況就較少發(fā)生了。

（2）加強(qiáng)防雨防潮措施。針對(duì)水城地區(qū)空氣濕度大、雨水多的特點(diǎn)，對(duì)氣力輸送裝置部分完善補(bǔ)加了防、遮雨設(shè)施，對(duì)放置發(fā)送器的地坑加高了防水圍堰，保證其不被雨淋、水泡。同時(shí)，還在操作中注意及時(shí)定期排灰，盡量減少收塵灰在灰倉(cāng)中的存留時(shí)間，防止其受潮、板結(jié)。

（3）管路系統(tǒng)改造，降低管道阻力。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)管路走向進(jìn)一步優(yōu)化，盡量縮短輸送路徑長(zhǎng)度，特別是針對(duì)機(jī)尾、整料系統(tǒng)的管道進(jìn)行大量?jī)?yōu)化，將原有的兩段水平與垂直結(jié)合布置的管道，改為沿膠帶機(jī)通廊斜坡上行，避免了垂直上升管道的存在，并減少?gòu)濐^數(shù)量。還將原來(lái)阻力大、磨損快的90°垂直彎頭和球形彎頭，均改為大曲率半徑彎頭，在彎頭上加背包。對(duì)部分磨穿頻率較高的彎頭和直管，還試用過(guò)內(nèi)襯陶瓷耐磨層的大曲率半徑彎頭和壁厚進(jìn)一步加厚的鋼管。此外，在部分易發(fā)生堵塞的管段和彎頭等處增設(shè)助推器，提高推動(dòng)力。

改造后，經(jīng)過(guò)操作人員對(duì)系統(tǒng)操作規(guī)律的熟悉掌握，各氣力輸灰系統(tǒng)的輸送能力均達(dá)到了原設(shè)計(jì)指標(biāo)，管道中發(fā)生堵管的現(xiàn)象也大為減少，且管道和管件的使用壽命也得到延長(zhǎng)，減少了檢修維護(hù)的工作量，并一直正常生產(chǎn)使用至今，再未發(fā)生過(guò)因氣力輸灰系統(tǒng)故障影響燒結(jié)主工藝生產(chǎn)或改用車輛送灰的情況。

4　結(jié)　語(yǔ)

氣力輸送技術(shù)用于燒結(jié)除塵灰輸送，具有占地面積小、布置靈活、粉塵污染小、勞動(dòng)強(qiáng)度低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的推廣前景。只要在設(shè)計(jì)中根據(jù)其系統(tǒng)特性，注意設(shè)備配置、管道走向和材料選用等設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，并在調(diào)試過(guò)程中進(jìn)一步優(yōu)化，就可以實(shí)現(xiàn)氣力輸灰系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

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中圖分類號(hào)：TH232

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004－2660（2015）01－00019－03

收稿日期：2014－12－29.

作者簡(jiǎn)介：段超（1972－），男，重慶人，高級(jí)工程師.主要研究方向：冶金及化工工藝設(shè)計(jì).

Commissioning and Modification of Pneumatic Dust
Conveying System in Sintering Machine No.6＆No.7 of Shuicheng Steel

DUAN Chao
（Kunming Engineering＆Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.Ltd.，Kunming 650051，China）

Abstract：Pneumatic conveying technology is an efficient conveying method.Being used in sintering dedusting ash conveying，it stands out in less occupied area，flexible layout，little dust pollution，low labor intensity，high automation level，etc..This technology has found its application in dedusting ash conveying of sintering machine No.6＆No.7 of Shuicheng Steel and problems occurred in commissioning and trial run were analyzed.Based on the results，attentions in design and modification measures were put forward and then the system worked properly.

Key words：pneumatic conveying；sintering machine；dedusting ash；commissioning and modification