蘇江峰，方項(xiàng)林，董志鵬，陳儒稼

（國(guó)投金城冶金有限責(zé)任公司，河南靈寶 472500）

國(guó)內(nèi)某有色冶煉企業(yè)（以下簡(jiǎn)稱公司）收塵系統(tǒng)于2018年開(kāi)車，其處理熔煉煙氣的電收塵器和布袋收塵器均采用溢流螺旋輸送機(jī)進(jìn)行排灰。自投用運(yùn)行四年來(lái)，該公司布袋收塵器采用的普通一級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，部分設(shè)備殼體已出現(xiàn)漏洞，殼體平均厚度不足5 mm，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)“跑、冒、滴、漏”嚴(yán)重。布袋收塵器產(chǎn)出超細(xì)粉末，由于溢流螺旋輸送機(jī)的軸密封為石墨盤根一級(jí)密封，密封性能較差，14 臺(tái)溢流螺旋輸送機(jī)的軸密封部位及腐蝕漏洞處均存在漏灰現(xiàn)象，每班布袋塵產(chǎn)量10 余噸，漏灰散落地面，物料回收難度較大，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境受到污染，同時(shí)增加了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在電收塵器或布袋收塵器產(chǎn)灰量過(guò)大或煙塵較黏時(shí)，易使灰斗堵塞積灰，需要操作人員定期檢查出灰情況。在人員頻繁檢查的過(guò)程中，人員與粉塵接觸的幾率增加，對(duì)操作人員的身體健康造成危害。為解決上述問(wèn)題，公司決定對(duì)布袋收塵器的14 臺(tái)一級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)進(jìn)行改造。

公司與同行業(yè)多家企業(yè)交流溝通發(fā)現(xiàn)，一級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)均無(wú)法避免出現(xiàn)軸密封部位漏灰的問(wèn)題，且3～7 天就需要更換密封填料，維修作業(yè)頻繁。綜合考慮后，公司研發(fā)了一種新型溢流螺旋輸送機(jī)，該溢流螺旋輸送機(jī)為兩級(jí)密封，密封效果好，且能夠測(cè)溫報(bào)警預(yù)防布袋收塵器和電收塵器的灰斗堵塞，應(yīng)用效果良好?，F(xiàn)對(duì)該兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)及應(yīng)用情況進(jìn)行介紹，為同類型企業(yè)在超細(xì)粉狀物料泄漏問(wèn)題的處理方面提供借鑒。

1 兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 螺旋本體的設(shè)計(jì)制造

兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)的螺旋軸為整體制作，按《焊接件通用技術(shù)要求》進(jìn)行焊接，按《切削加工件 通用技術(shù)條件》進(jìn)行加工，螺旋葉片的工作面堆焊硬質(zhì)合金，焊材采用EDCoCr-C-03 鈷基合金焊條，堆焊寬度30 mm，厚度4 mm。堆焊金屬硬度HRC ＞55 螺旋軸的制作在機(jī)械加工前需經(jīng)特殊工藝完全消除應(yīng)力后，再整體機(jī)械加工。

1.2 密封裝置設(shè)計(jì)

螺旋軸傳動(dòng)部件與殼體的密封采用二級(jí)密封設(shè)計(jì)，里層密封（第一級(jí)密封）解決螺旋軸與端板配合過(guò)程中的縫隙密封，外層密封（第二級(jí)密封）是主密封。里層密封和新增積料箱的設(shè)置改善了兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)的清潔度，提高了密封效果和潤(rùn)滑性能，不漏灰，不漏氣，且磨損系數(shù)更低，性能更加可靠。

為解決螺旋軸與石棉盤根運(yùn)行中的磨損和密封問(wèn)題，在螺旋軸與石棉盤根接觸處增加1 只特殊合金襯套，增加了螺旋輸送機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行的耐磨性，延長(zhǎng)了設(shè)備的維修周期，解決了螺旋軸密封處的磨損修復(fù)問(wèn)題。兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)見(jiàn)圖1，一級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)見(jiàn)圖2。

圖1 兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)

圖2 一級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)

1.3 粉料輸送結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

該設(shè)備采用先進(jìn)科學(xué)的粉料輸送結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)流體力學(xué)分析掌握了各種粉料在輸送過(guò)程中推力的分布情況，采用模擬仿真與結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)使溢流螺旋輸送機(jī)更具科學(xué)性、實(shí)用性和可靠性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，對(duì)耐磨部位材質(zhì)的選擇及螺旋片的設(shè)計(jì)作出了較大改進(jìn)，確保物料不會(huì)從密封處被擠壓出來(lái)，使密封性能始終處于最佳狀態(tài)。同時(shí)設(shè)計(jì)了溢流擋板的可調(diào)節(jié)性能，可以針對(duì)不同物料以及開(kāi)停機(jī)過(guò)程中對(duì)物料輸送的出料調(diào)節(jié)，保證溢流螺旋輸送機(jī)能夠起到完全密封的作用，杜絕因溢流螺旋輸送機(jī)抽空而引起系統(tǒng)漏風(fēng)，更具合理性?？烧{(diào)節(jié)溢流擋板見(jiàn)圖3，不可調(diào)節(jié)溢流擋板見(jiàn)圖4。

圖3 可調(diào)節(jié)溢流擋板

圖4 不可調(diào)節(jié)溢流擋板

1.4 測(cè)溫報(bào)警功能設(shè)計(jì)

由于在物料穩(wěn)定輸送過(guò)程中一定范圍內(nèi)存在熱傳遞，在溢流螺旋輸送機(jī)輸灰管道兩側(cè)各設(shè)置一只PT100 貼片式溫度傳感器，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的溢流螺旋輸送機(jī)殼體溫度反饋至操作室的DCS 表盤上，可在DCS 表盤上調(diào)整設(shè)置其溫度報(bào)警監(jiān)測(cè)范圍。在產(chǎn)出的電塵灰灰量發(fā)生變化、灰斗堵塞引起灰量減小或溫度降低超過(guò)設(shè)定的溫度區(qū)間時(shí)，DCS 顯示屏上溫度數(shù)據(jù)紅色閃爍給出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員及時(shí)檢查灰斗是否積灰。對(duì)于設(shè)定的溫度區(qū)間可根據(jù)熔煉爐下料量變化、電收塵器進(jìn)口煙氣溫度變化等數(shù)據(jù)，進(jìn)行小幅調(diào)整。

1.5 檢修孔設(shè)計(jì)

原有一級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)在煙塵發(fā)黏且灰量較大時(shí)，多次出現(xiàn)布袋收塵器灰斗堵塞，嚴(yán)重時(shí)一個(gè)月需清理灰斗3～4 次，而清理時(shí)需將設(shè)備上端集料口拆除，在拆除過(guò)程中會(huì)造成煙灰遺撒，而且設(shè)備內(nèi)部較深很難清理徹底?？紤]到上述情況，兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)根據(jù)灰斗堵塞概率和清理困難程度在特殊位置添加了檢修孔，清理堵塞時(shí)方便快捷，減少了人力和物力的消耗。

2 兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用

2.1 在電收塵器上的應(yīng)用

該公司熔煉爐為富氧底吹爐，處理的原料成分復(fù)雜，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)余熱鍋爐降溫后，進(jìn)入電收塵器進(jìn)行除塵。電收塵器進(jìn)口溫度在(350±30)℃，產(chǎn)出的白煙塵溫度為200 ℃。電場(chǎng)收集的白煙塵經(jīng)過(guò)振打落入灰斗，通過(guò)兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)輸送進(jìn)入刮板機(jī)，再通過(guò)刮板機(jī)輸送至倉(cāng)式泵，送至包裝機(jī)進(jìn)行包裝?；伊窟^(guò)大時(shí)，在灰斗出料口易產(chǎn)生揚(yáng)塵，造成無(wú)法看清楚出灰情況，人工觀察的效率和準(zhǔn)確率低，以致多次在灰斗內(nèi)形成大量積灰。另外，頻繁地打開(kāi)灰斗觀察孔進(jìn)行觀察，易造成系統(tǒng)漏風(fēng)，輸送的煙塵從出料口冒出，產(chǎn)生揚(yáng)塵，從而污染生產(chǎn)環(huán)境，危害操作人員的身體健康，具有一定的危險(xiǎn)性。電場(chǎng)積灰后，若發(fā)現(xiàn)及時(shí)，堵塞的積灰可快速清理出來(lái)，否則會(huì)造成系統(tǒng)大量漏風(fēng)，造成煙氣中的氧濃度和三氧化硫含量升高，加大酸性煙氣對(duì)設(shè)備的腐蝕，同時(shí)影響后續(xù)收砷工序的正常生產(chǎn)，增加藥劑消耗成本。若積灰未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，積灰過(guò)多導(dǎo)致電場(chǎng)二次電壓降低，收塵效率降低。清理積灰的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)系統(tǒng)造成的影響越大，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致收砷系統(tǒng)無(wú)法正常生產(chǎn)，影響生產(chǎn)效益。將增加測(cè)溫報(bào)警功能設(shè)計(jì)的兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)應(yīng)用于公司的電收塵排灰系統(tǒng)，解決了上述問(wèn)題，應(yīng)用效果良好，熔煉電收塵器灰斗堵塞發(fā)生率由每月4～6 次降低至0～1 次。

2.2 在布袋收塵器上的應(yīng)用

該公司對(duì)布袋收塵器排灰系統(tǒng)進(jìn)行兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)改造后，自安裝使用3 個(gè)月以來(lái)，未出現(xiàn)溢流螺旋輸送機(jī)軸端漏灰的現(xiàn)象，維修人員對(duì)溢流螺旋輸送機(jī)保養(yǎng)由每3 天更換1 次盤根，減少為每月加1 次潤(rùn)滑油，無(wú)需更換填料。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作人員每班清掃一次降低為每天清掃一次，現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境得到極大改善。

新型溢流螺旋輸送機(jī)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)溢流螺旋輸送機(jī)的殼體溫度，操作人員通過(guò)DCS 表盤上煙塵的溫度數(shù)據(jù)變化即可判斷溢流螺旋輸送機(jī)輸送物料的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流螺旋輸送機(jī)抽空、灰斗堵塞等異常情況，及時(shí)進(jìn)行處理，有效降低了對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)造成的影響。兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)的測(cè)溫報(bào)警系統(tǒng)，在監(jiān)測(cè)到溢流螺旋輸送機(jī)的殼體溫度降低時(shí)，立即對(duì)灰斗進(jìn)行振動(dòng)，使其產(chǎn)出的煙灰及時(shí)排出，再未出現(xiàn)灰斗大量積灰堵塞的情況。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)實(shí)踐證明，該公司研發(fā)的兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)的密封性得到顯著提高，具有的測(cè)溫報(bào)警功能用直觀數(shù)據(jù)反饋排灰系統(tǒng)運(yùn)行情況代替人眼觀察，準(zhǔn)確性更高，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)排灰異常情況，避免出現(xiàn)灰斗堵塞，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。兩級(jí)密封溢流螺旋輸送機(jī)的投用提高了設(shè)備的使用壽命，改善了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，延長(zhǎng)了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間，降低了操作人員現(xiàn)場(chǎng)操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，在同行業(yè)具有借鑒意義。