楊偉峰,左 青
(1.東莞嘉吉糧油有限公司,廣東 東莞 523147; 2.江蘇豐尚油脂技術工程有限公司, 江蘇 揚州 225127)
拖鏈式浸出器具有結構緊湊、容易維護、制造成本低、噴淋兼浸泡、物料中途翻動、料層穩(wěn)定瀝干、浸出粕殘油低等特點。但是拖鏈式浸出器也存在一些問題,如:在來料不穩(wěn)時,料斗內(nèi)分料不均勻,導致停機,停機頻率高達93次/年;將浸出器的篩板邊框作為鏈條輥輪的運行導軌,當輥輪偏出導軌時,造成篩板破損,浸出料落入混合油斗而堵塞噴淋管;浸出器碳鋼殼體腐蝕嚴重,容易穿孔等。在生產(chǎn)過程中通過多次技術改造,達到穩(wěn)定生產(chǎn)、降低非計劃停機率,大豆坯片(白餅)殘油由0.8%~1.0%降低到0.36%~0.46%、濕粕含溶從33%~35%降到26%~28%,同時節(jié)省了投資和減少采購更換周期。
原車間布置浸出器密封絞龍的來料方向與浸出器拖鏈運動方向垂直,在進料斗的中部有分料器,如果來料的水分、粉末度、輸送量發(fā)生變化,落入浸出器的物料總是會偏向一側,在進料斗內(nèi)出現(xiàn)物料一邊高一邊低,料床上面無法形成圍堰,造成混合油濃度梯度波動。嚴重時導致浸出器靠殼體的部分料床物料沒有鋪平,安裝在進料斗內(nèi)的放射源式低料位傳感器檢測到料斗內(nèi)一側料位過低,立即報警并連鎖浸出器停機。我司由于低料位報警造成緊急停機超過90次/年。如果浸出器內(nèi)出現(xiàn)正壓,進料斗內(nèi)料封層高度不夠,造成正己烷氣體倒回非防爆區(qū)的預處理車間,存在嚴重的安全風險。針對這種垂直方向進料,進料斗分料器急需改進。
我們觀察發(fā)現(xiàn),從預處理車間輸送來的料坯在水分、粉末度、輸送量發(fā)生變化時,在物料運行方向上產(chǎn)生拋料角變化,在水平方向上基本沒有變化。我們在進料斗上部增加一塊平行于來料方向的大分料板,不管來料如何變化,都可以將來料均勻地分成兩部分,再利用大分料板兩側兩塊方向不同的小導向板將分成兩部分的來料分別導向浸出器進料斗內(nèi)兩側,讓物料均勻分布在進料斗內(nèi)。經(jīng)過改造,消除了因進料料位高低不一的現(xiàn)象,也消除了報警停機。
在浸出器上面的進料刮板和密封絞龍安裝出氣管和安全風機連鎖,平時刮板機頭接旁通通大氣,在停機時開啟風機。在下料斗接試鏡應在兩側對面,便于透光觀察。
浸出器的進料斗和上層殼體是6 mm碳鋼板,由于油料夾帶的氣體中含有氧氣和水蒸氣,導致浸出器的進料斗和上層殼體腐蝕非常嚴重,特別是浸出器頂部。
最可靠的是將浸出器材質全部改為不銹鋼材質,考慮節(jié)省投資和工期,將浸出器的進料斗和頭部殼體接觸空氣部分更換為不銹鋼材質,其余部分不更換。殼體采用SS304材質、厚度5 mm,焊條采用SS302;如果用SS102會出現(xiàn)裂縫,浸出器外殼體要雙面焊。浸出器的上蓋和筒體密封墊聚四氟乙烯墊片厚度大于5 mm。經(jīng)過5年多的使用,接觸空氣部分的殼體仍保持良好。
原張緊裝置在浸出器主驅動輪上方的導向輪處,尾部的導向輪是固定的,其優(yōu)點是結構簡單,造價低,張緊絲桿受力較小。
浸出器配置主拖鏈為套筒滾子鏈,節(jié)距為400 mm,張緊輪裝置的可用行程為420 mm,當張緊輪移動420 mm時,浸出器拖鏈一圈的總長度變化還不到400 mm。如果要截鏈條需要一次截掉800 mm,就是使用半節(jié)鏈,也需要截掉400 mm。在發(fā)現(xiàn)鏈條過長,需要截短鏈條時,如果此時張緊輪處在總行程的中部,即使將張緊輪調(diào)整到最靠近的上層篩板,拖鏈多出的長度也不足400 mm。
當張緊輪處在行程的中間位置時,發(fā)現(xiàn)鏈條偏松,把張緊輪向主驅動輪一側移動時,上層鏈條在過張緊輪后會下垂,鏈條會卡在上層篩板端部,造成篩板變形,浸出器無法運行。這時要停機清理內(nèi)部混合油和進出料,需要消溶和動火,更換變形的上層篩板端板。所以,導向輪不能和上層篩板距離過遠。如果不及時張緊,拖鏈經(jīng)過主驅動鏈輪后,會在主驅動鏈輪與張緊輪之間彎曲、打折,當折彎超過90°,鏈條就會憋住,導向軸受力非常大,甚至出現(xiàn)鏈條把導向軸頂斷。另外在主動驅動輪一側的間隙很小,調(diào)節(jié)張緊不安全。
我們把原張緊輪固定在靠近上層篩板,只作為導向輪用,而把尾部導向輪改為張緊輪,把張緊行程設定在450 mm,這樣鏈條變化的總長度在900 mm,并且尾輪位置不受限制,人工調(diào)整也非常方便,經(jīng)使用5年沒有任何故障。
原浸出器上層拖鏈的輥輪壓在相鄰兩塊篩板的邊框上,寬度共20 mm的兩條邊框,很難讓62 mm寬的輥輪穩(wěn)定運行,一旦輥輪稍有偏差,就會脫開邊框位置,把5 mm厚的不銹鋼篩板壓破,造成篩板大面積破損,在不消溶不動火的前提下很難修復。大量浸出料進入混合油斗,造成噴淋管堵塞,影響浸出粕殘油。
我們?yōu)楹Y板設計寬140 mm的可拆卸的軌道,配套新篩板,軌道材質采用NM400耐磨鋼,軌道表面硬度HB400,把拖鏈輥輪更換為45號鋼并進行表面熱處理,輥輪表面硬度達到HB420~450,確保輥輪表面硬度高于軌道表面硬度。用螺栓把軌道固定在篩板支架上,在需要更換軌道時,只需要拆開螺栓,在不消溶不動火的前提下更換軌道。新軌道厚度12 mm,比篩板高2 mm,輥輪比鏈板下緣凸出3~4 mm,確保鏈板和刮板篩板距離達5~6 mm。140 mm寬的軌道,可以確保62 mm寬的輥輪不會跑出軌道損壞篩板。從實際情況看,當軌道局部磨損3~4 mm時,在軌道的下方增加墊板,確保篩板和鏈板有足夠的安全距離,延長軌道壽命。如果把軌道厚度從12 mm增加到15 mm,即使軌道磨損5~6 mm,也可以在軌道下方增加墊板,延長軌道壽命。
進口環(huán)形浸出器的篩板篩條寬度為25.4 mm,縫隙寬度為1.1 mm,國產(chǎn)拖鏈式浸出器篩板篩條寬度為3 mm,縫隙寬度為0.9~1 mm。國產(chǎn)拖鏈浸出器的篩板有效通過面積要比進口環(huán)形浸出器大很多,導致滲透過快,料床上不容易形成液面,影響浸出粕殘油。如果能參照國外設計,適當減少過篩面積,讓料床能形成混合油液面起到一定的浸泡作用。在上層柵板上每隔1.6~2 m改設計1塊1~1.2 m長度的鐵板,保持浸泡需要的混合油量,而下層全是柵板。
在瀝干段,把柵板的間隙從0.8 mm增加到1.3 mm,浸出料經(jīng)過長時間噴淋受壓,從柵板瀝下來的溶劑幾乎不含粕,把濕粕含溶從33%~35%降到26%~28%。
原設計是混合油本格噴淋本格,在操作中發(fā)現(xiàn)拖鏈式浸出器循環(huán)泵全開,混合油也很難在料床上形成液面,料床表層有1/4~1/3時間段沒有接觸到混合油。
我們發(fā)現(xiàn)在物料波動時,在泵浸出器后段下層2個油斗的混合油向上浸段料層時,出現(xiàn)部分混合油向下溢流,導致上層油斗內(nèi)混合油量不足,而下層油斗混合油滿,下層料床表面的混合油沒有濃度梯度。后續(xù)濃混合油量減少、蒸發(fā)量不足,濕粕含溶高達40%,導致1#蒸發(fā)器內(nèi)管內(nèi)和殼體內(nèi)的熱量嚴重失衡,引起1#蒸發(fā)器的振動。在原噴淋系統(tǒng)上用1根DN80管把噴淋管連接前一個噴淋管進行噴淋,并在前一個噴淋管上增加閥門控制流量,在浸出器后段下層2個混合油斗連接DN80管到上層噴淋槽接管。
在浸出器上層和下層混合油油斗上加裝液位報警,保持混合油斗內(nèi)混合油溢流是從高位到低位,混合油泵供4個噴淋槽、2個自噴淋、2個前導。
原浸出器消溶管道數(shù)量過少,2根DN25消溶管。把新鮮溶劑管改接三通,連接蒸汽管。
如果更換全新的不銹鋼2 000 t/d拖鏈式浸出器,需要500多萬元(含土建安裝費用),施工工期在2~3個月。利用兩年一次消溶大修,每次不超過20 d,2次大修處理浸出器存在的上述問題,共計花費130萬元左右。在技術改造后浸出器運行平穩(wěn),坯片殘油從0.8%~1.0%降到0.36%~0.46%,濕粕含溶從33%~35%降到26%~28%。
(1)調(diào)節(jié)料層高度的閘門面寬,在受力時容易變形,要求有足夠的剛度,用12 mm厚鋼板和加強筋焊接,鑲在滑槽內(nèi),我們設計500 mm的調(diào)節(jié)料層高度,調(diào)節(jié)螺栓和緊固螺帽材質要用不銹鋼。原碳鋼材質,在用一段時間后受溶劑氣體的腐蝕生銹,在需要調(diào)節(jié)時無法松動。
(2)浸出器內(nèi)的視鏡燈要和對面試鏡對應才能看清內(nèi)部運行情況。浸出器側面的試鏡用于觀察內(nèi)部噴淋、料床的圍堰、混合油在料床面上的維持高度,設計數(shù)量夠用就行,不推薦過多設置,特別是頂部不易多,長期運行,試鏡的法蘭墊片老化要更換墊片,否則慢慢逸出溶劑氣體。
(3)在安裝浸出器時只固定一端,讓其自由伸長,避免浸出器本體受熱變形。
(4)浸出器頂部的尾氣管道直徑和數(shù)量按照排氣量計算后確定,在頂部不同位置安裝的尾氣管到匯集管,先經(jīng)洗滌器,再進浸出器冷凝器,保持浸出器內(nèi)的微負壓穩(wěn)定。
(5)浸出進料斗上面的插板閥應是氣動插板閥,在停機時能瞬時關閉,防止溶劑氣體倒流到預處理車間。電動插板閥不能立即關閉,會使少量溶劑氣逸出。
(6)在設計和操作中要掌握浸出器濕粕含溶和混合油濃度的匹配關系,如果濕粕含溶過低,1#蒸發(fā)器的熱源量少,蒸發(fā)效果受影響,這時要降低溶劑比,提高混合油濃度。如果混合油濃度超過35%,而濕粕含溶在33%以上,則進1#蒸發(fā)器的二次蒸汽量大,會出現(xiàn)1#蒸發(fā)器熱源過剩,造成1#蒸發(fā)器振動,DT正壓過高,造成溶劑外逸。
(7)浸出器的設計、操作和相鄰的設備有關,整個浸出車間是一個系統(tǒng),不能分割。浸出車間不僅要保證穩(wěn)定正常的生產(chǎn),而且要保證系統(tǒng)安全可靠運行。
致謝:感謝武漢友誼食品工程公司章家新工程師的支持!