φ6000预灰桶偏心桨叶式搅拌技术改造

陈 星

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)



φ6000预灰桶偏心桨叶式搅拌技术改造

陈 星

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

介绍我公司2011年固定铵蒸馏项目增设偏心桨叶式搅拌预灰桶使用情况，搅拌改造的效果评价分析。

预灰桶；桨叶式搅拌；偏心结构；改造

新节能蒸馏法是我公司2011年节能降耗重点项目。固定铵蒸馏是将重灰三效蒸发工序来的浓缩母液与石灰磨制灰粉在预灰桶内混合反应，分解浓缩母液中的固定铵，然后再送入固定铵蒸馏塔蒸出其中的氨送老系统吸收，另利用滤过送来的冷母液通过和蒸氨出气换热，加热后热母液送三效蒸发工序，实现热量综合利用。而预灰桶的主要作用是将结合铵变成游离氨，再送入蒸馏塔中进行蒸馏。

1 反应原理

CaO+H2O=Ca(OH)2+65.66 kJ/mol

Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH4OH+25.1 kJ/mol

2 偏心桨叶式搅拌预灰桶的优点

钙离子容易与碳酸根和硫酸根等阴离子形成沉淀产生结疤。在满足生产需求的情况下，偏心桨叶式搅拌结构简单，体积小，缺少附着点，更不容易结疤。进而减小结疤对设备的负担，从而达到延长运行周期的目的。且检修停塔、清理任务量大大减少。偏心搅拌时由于液面会形成漩涡，搅拌系统会产生一定的波动，所以在搅拌功率选择时会适当加大，但总体来说功率消耗小于其它搅拌形式的搅拌。

3 结构形式

我厂使用偏心桨叶式搅拌预灰桶结构如图1所示，相较于框架式预灰桶，桨叶式预灰桶转速较高，我厂偏心桨叶式搅拌预灰桶转速为42 r/min。搅拌轴由传动轴、中段轴和下段轴三部分组成，传动轴伸出量为900 mm，中段轴长3 700 mm，下端轴长3 800 mm，三根轴间靠两组夹壳联轴器联接。

图1 偏心桨叶式搅拌预灰桶结构

4 存在的问题

4.1 夹壳联轴器频繁松动

停塔期间对预灰桶进行计划性检修发现中段轴与下段轴间夹壳联轴器螺栓松动，检修恢复并将螺母焊死。开车运行未满一周期预灰桶减速机出现振动值升高现象，停塔检修发现夹壳联轴器存在螺栓脱落现象，修复完毕，开车运行一段时间仍会出现此类问题。

4.2 底部轴衬更换难度大

原预灰桶搅拌底座结构如图2，底轴及下段轴底部均为方形轴头，轴衬与底轴过盈配合。其运动形式为下段轴带动夹壳轴卡同步旋转，底轴和轴衬保持静止，即在轴衬与夹壳联轴器的配合面产生相对运动，轴衬外表面为主磨损面，底座检修的主要任务就是更换图2轴衬。且在更换轴衬过程中发现销轴存在变形现象，加大了拆除、安装工作难度，检修耗费工时较多。

图2 原预灰桶搅拌底座结构

5 改造的思路和内容

5.1 搅拌轴中间定位

针对螺栓松动频繁问题进行研讨，发现搅拌轴缺少中间定位装置导致搅拌轴中下段轴摆动量大，夹壳联轴器螺栓承受较大的交变应力。为解决这一问题指定以下方案：

根据我厂桨叶式搅拌预灰桶的结构，在桨叶上方1 m的位置加装中间定位装置。具体做法为在桶壁内焊接两根平行的25a#工字钢作为定位座基础，要求工字钢直线度公差允差不超过5 mm，为防止结构变形、保证强度加四组拉筋。定位座采用对夹结构，为保障定位座和下段轴的耐用度，加内、外轴套各一组，定位座与下段轴的同轴度允差不超过1 mm。

5.2 预灰桶底座改造

偏心桨叶式搅拌预灰桶的结构形式决定了它有以下特点：①搅拌是靠两组夹壳联轴器连接的通长结构导致底轴承受较大的径向力。②较高的转速加速了轴衬的磨损。③虽然该结构能够较好防止砂砾直接进入轴衬和夹壳联轴器的配合面，但下部没有较好密封形式导致介质中的砂砾仍有部分进入其中，从而加速了轴衬的磨损。基于上述原因轴衬的使用周期相对较短，检修工作相对频繁。

参考框架式搅拌预灰桶底座结构如图3所示，底轴Ⅰ和底轴Ⅱ通过法兰联接，轴套靠键与底轴Ⅱ固定。其运动形式为底轴Ⅰ、底轴Ⅱ和轴套在电机、减速机的作用下同步转动。相较于图2的结构形式，法兰联接便于拆、装，但密封性能差，介质中的砂砾直接与轴套接触，加速轴套磨损。考虑在采用法兰联接的前提下进一步优化改造。结合偏心桨叶式搅拌预灰桶底座本身结构形式，我们采用了图4所示结构。这种结构保留了法兰连接便于拆装的特点和原本底部结构的密封特性；在原基础上加装底座一个，对夹套长度和图2中夹壳轴卡长度相比有所减小，质量减轻，罐内拆、装作业体力劳动强度有所降低。

图3 参考框架式搅拌预灰桶底座结构

图4 预灰桶搅拌底座结构

6 效果检验

本次改造的最大特点是方便检修，为了提高底轴和对夹套的使用周期，可考虑加轴衬。目前，我厂是在该结构的基础上将底轴材质由原来的40Cr改为ZMn13，以此来提高其使用周期。是否会对工艺参数产生影响是加装定位结构最担心的问题，通过一段时间的使用发现对工艺指标并无太大影响，且有效延长了预灰桶搅拌的使用周期，对预灰桶长周期稳定运行起到了一定的作用。

7 结 语

我厂根据实际情况对φ6000偏心桨叶式搅拌预灰桶使用过程中出现的一些问题进行分析，同时加以改进，在稳定运行和节约检修资源两方面取得了一些效果。设备在使用过程中的维护非常重要，只有把不利因素一一排除，才能保证设备整体的长周期、安全、稳定运行。

[1] 机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社，2005

[2] 张磊.框架式预灰桶与桨叶式预灰桶的比较[J].纯碱工业，2012(03)

TQ114.15

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