楊郁滿， 姚云輝， 邵曙光， 肖煉遠(yuǎn)， 李 鵬

（中國(guó)石化催化劑有限公司長(zhǎng)嶺分公司， 湖南岳陽(yáng) 414012）

焙燒爐是常見(jiàn)的石油化工、無(wú)機(jī)化工、冶金領(lǐng)域焙燒工藝設(shè)備， 可以根據(jù)具體應(yīng)用要求設(shè)計(jì)成電加熱式、燃?xì)馐?、燃油式、敞開(kāi)式、真空式、臥式、立式、環(huán)式、回轉(zhuǎn)式及圓筒式等功能結(jié)構(gòu)及其組合形式［1-10］。 其中，回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐具有可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，溫度、轉(zhuǎn)速可調(diào)的特點(diǎn)［11］，使用過(guò)程中高溫物料離子的腐蝕、蠕變導(dǎo)致的材質(zhì)劣化、熱循環(huán)應(yīng)力作用下發(fā)生的熱疲勞等均可能導(dǎo)致其筒體斷裂［12］。 斷裂的回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐材質(zhì)晶間組織遭到破壞，無(wú)法通過(guò)焊接或加固等手段完成修復(fù)時(shí)，就必須進(jìn)行更換。

回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐的尺寸較大， 直徑通常超過(guò)2 m，筒體長(zhǎng)度在22～25 m，筒體及附件總質(zhì)量超過(guò)40 t， 更換時(shí)不僅要打開(kāi)爐膛將筒體吊出［13］，還要將其運(yùn)至機(jī)加工廠， 大型吊裝作業(yè)需要的工期長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)影響大，檢維修費(fèi)用的投入也很高，且交叉作業(yè)多，安全風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)很多現(xiàn)場(chǎng)空間也無(wú)法滿足整體吊出檢修條件， 常常采取現(xiàn)場(chǎng)在線方式進(jìn)行部分筒體的更換。

1 回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐筒體在線更換對(duì)接技術(shù)

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐主要結(jié)構(gòu)部件包括進(jìn)料機(jī)構(gòu)、進(jìn)料箱、傳動(dòng)齒圈、爐頭滾圈、托輪組、爐中滾圈、爐尾滾圈、出料箱、筒體、爐膛、火嘴及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等［14］，典型的3 組托輪回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐外形結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 典型回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐外形結(jié)構(gòu)

1.2 更換要求

回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐是依靠筒體上的傳動(dòng)齒圈進(jìn)行傳動(dòng)、 托輪組支撐筒體的滾圈進(jìn)行回轉(zhuǎn)的大型動(dòng)設(shè)備， 對(duì)安裝在筒體上的傳動(dòng)齒圈及多個(gè)滾圈的相對(duì)同軸度要求很高。 采用筒體在線對(duì)接方法進(jìn)行局部筒體對(duì)接更換時(shí)， 必須達(dá)到焙燒爐回轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)傳動(dòng)齒圈及多個(gè)滾圈的相對(duì)同軸度要求。

1.3 專用工裝

焙燒爐屬于重型旋轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備， 在線對(duì)接筒體時(shí)，首先在新舊筒體之間安裝專用工裝，用專用工裝將超重的兩截筒體連接起來(lái)， 使筒體達(dá)到盤車所需的剛性要求。 然后，根據(jù)托輪組的組數(shù)，確定筒體對(duì)接控制精度的基準(zhǔn)點(diǎn)。最后，通過(guò)借助工裝反復(fù)調(diào)節(jié)， 使兩截筒體的同軸度達(dá)到規(guī)定的對(duì)接精度要求［15］。

專用工裝包括拉馬和頂馬， 其外形結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。 工裝在新舊筒體之間，拉馬和頂馬沿兩段筒體交替均勻布置，布置方式見(jiàn)圖3。

圖2 筒體在線對(duì)接專用工裝外形結(jié)構(gòu)示圖

圖3 筒體對(duì)接時(shí)專用工裝布置示圖

1.4 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐筒體在線更換對(duì)接技術(shù)具有3 個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，①縮短檢修周期。 專用工裝的投用使得針對(duì)焙燒爐腐蝕斷裂筒體中超重段的在線更換得以實(shí)現(xiàn)， 極大縮減了筒體檢修工作的難度和數(shù)量，在保證對(duì)接操作精度的同時(shí)，將檢修時(shí)間縮短60%以上。 ②降低檢修成本。 檢修工序減少，時(shí)間縮短，所需人力、物力和耗材也可相應(yīng)降低。③安全風(fēng)險(xiǎn)低。 采用在線更換對(duì)接可免去筒體更換涉及動(dòng)火、高處、受限空間、起重吊裝等高風(fēng)險(xiǎn)特種作業(yè)以及交叉作業(yè)。

2 回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐筒體在線更換對(duì)接技術(shù)應(yīng)用

2.1 概述

生產(chǎn)實(shí)踐中，3 組托輪回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐筒體腐蝕斷裂可能發(fā)生在任何部位。 應(yīng)用在線更換對(duì)接技術(shù)時(shí)， 根據(jù)待更換筒體的部位選擇與之適應(yīng)的對(duì)接基準(zhǔn)，才能達(dá)到對(duì)接精度要求。

下面對(duì)常見(jiàn)的待更換筒體位于焙燒爐進(jìn)料箱與爐頭滾圈之間、 爐頭滾圈與爐中滾圈之間或在爐中滾圈與爐尾滾圈之間、 在爐尾滾圈與出料箱之間這3 種情況下的在線更換操作程序進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

2.2 情況一

情況一為待更換筒段位于進(jìn)料箱與爐頭滾圈之間。 這種情況下要先切除爐頭原有腐蝕斷裂的筒體段， 采用對(duì)接技術(shù)將備用妥當(dāng)?shù)男聽(tīng)t頭筒體段安裝到原焙燒爐本體上。 備好待用的新?tīng)t頭筒體段結(jié)構(gòu)及實(shí)物見(jiàn)圖4。

圖4 備好待用的新?tīng)t頭筒體段結(jié)構(gòu)及實(shí)物

更換操作的主要工序?yàn)椋?將傳動(dòng)橋齒與傳動(dòng)齒圈脫離， 利用專用工裝將新筒體與焙燒爐本體連接固定，使用特制的專用盤車器盤動(dòng)爐頭滾圈，使焙燒爐筒體達(dá)到可轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)， 以新筒段進(jìn)料箱填料函機(jī)械加工表面為基準(zhǔn)面，架設(shè)百分表，盤車并調(diào)整專用工裝， 使百分表徑向示值達(dá)到對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行焊接，最后拆除工裝。

2.3 情況二

情況二為待更換筒段位于爐頭滾圈與爐中滾圈之間或在焙燒爐爐中滾圈與焙燒爐爐尾滾圈之間，這種情況下對(duì)接的基準(zhǔn)面為焙燒爐爐中滾圈，見(jiàn)圖5。

圖5 焙燒爐爐中筒體更換基準(zhǔn)點(diǎn)示圖

更換操作程序?yàn)椋賹t膛頂蓋吊離。②根據(jù)腐蝕情況確定待更換焙燒爐筒體段的長(zhǎng)度并切除，同時(shí)預(yù)制同材質(zhì)、同直徑的新筒段。 ③將制備好的新筒段吊入， 利用專用工裝將其一端與相應(yīng)端焙燒爐本體連接固定， 完成新筒段的預(yù)對(duì)接和焊接，此操作應(yīng)盡量保證對(duì)接直線度與錯(cuò)邊量。④用專用工裝將新筒段的另一端與相應(yīng)端焙燒爐本體連接固定， 使焙燒爐爐中托輪組與爐中滾圈脫離，在基準(zhǔn)面架設(shè)百分表，盤車并調(diào)整專用工裝，觀察到百分表徑向示值達(dá)到對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行焊接，最后拆除工裝。

2.4 情況三

情況三為待更換筒段位于焙燒爐爐尾滾圈與出料箱之間（圖6 和圖7），這種情況下對(duì)接的基準(zhǔn)面為出料箱加強(qiáng)耐磨板的機(jī)械加工表面。

圖6 更換的爐尾新筒體外形結(jié)構(gòu)圖

圖7 更換的爐尾新筒體實(shí)物圖

更換操作程序?yàn)椋?①利用專用工裝將新筒體與焙燒爐本體連接固定，在基準(zhǔn)面架設(shè)百分表，盤車并調(diào)整專用工裝， 使百分表徑向示值達(dá)到對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行焊接，最后拆除工裝。

3 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用筒體在線更換對(duì)接技術(shù)，利用專用工裝，選擇合適的對(duì)接基準(zhǔn)， 對(duì)回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐筒體上不同部位快速完成局部更換， 對(duì)接質(zhì)量可以達(dá)到制造標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備完全滿足生產(chǎn)要求，可為化工生產(chǎn)裝置回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐類似筒體故障的快速處理修復(fù)提供技術(shù)支持， 填補(bǔ)回轉(zhuǎn)設(shè)備在線對(duì)接精度控制的空白， 同時(shí)可為回轉(zhuǎn)圓筒焙燒爐在線故障處理提供借鑒。