天铁烧结布袋除尘器吊装设施的设计与应用

孙锡荣（天津天铁冶金集团有限公司烧结厂，河北涉县 056404）

天铁烧结布袋除尘器吊装设施的设计与应用

孙锡荣（天津天铁冶金集团有限公司烧结厂，河北涉县 056404）

分析了天铁烧结厂二烧车间配料室布袋除尘器检修中遇到的吊装困难的问题，针对JLZ---1000机械旋转式反吹风布袋除尘器易损部件提出了相应的吊装要求。根据现场实际情况，设计出简单的吊装设施，对主要受力点作了受力分析及强度、刚度的校核。生产实践证明，该吊装设施结构合理，安全性好，满足了生产检修工作的需要。

布袋除尘器 旋转 桅杆 吊点 刚度 设计

1 前言

天铁烧结厂二烧车间配料室现采用JLZ—1000机械旋转式反吹风布袋除尘器。由于安装位置较高，过去检修一直采用大吨位汽车吊（一般要用50 t加长杆的吊车）来完成检修任务，且每更换一次除尘器布袋至少也要七八个台班。每个台班按两千元计算，更换一次除尘器布袋光吊装费用就需要1.5万元左右。后来由于配料室工艺改造，布袋除尘器又被其它建筑物阻挡，汽车吊车无法开进现场使用，造成布袋除尘器检修困难，影响了设备的检修及正常运行。为了尽快解决这一检修难题，通过现场调查，查阅资料等，分析设备检修更换部件的必要条件，设计出一种简易吊装设施并顺利完成检修工作任务。

2 JLZ—1000机械旋转式反吹风布袋除尘器的主要易损部件

2.1 反吹风电动风机一台，其主要作用是清除吸附在布袋上的除尘灰，电动机、风机转子在运行中为易损部件，更换周期一般为一年。

2.2 旋转壁及动力机构、减速机，作用是周期性将反吹风靠大臂旋转来分配给布袋除尘器壳体内的252个布袋内，在运行中为易损部件，需周期性检修更换。

2.3 布袋除尘器的布袋，共252件，做为布袋除尘器的主体部件，对进入布袋除尘器的粉尘起到除尘过滤作用，为易损部件，需要定期更换，一般为每年一至两次（视磨损情况而定）。

3 更换易损部件的吊装要求

3.1 反吹风电机、减速机

对吊装设备没有特别的吊装要求，只要保证能够安全的吊装到位即可。

3.2 布袋除尘器的布袋吊装要求

3.2.1 布袋吊装高度在6 m以上。

3.2.2 每只布袋在除尘器内的位置不同，只能垂直起吊，而且要能够进行360°旋转，能够进行变幅1.83 m。

3.2.3 布袋每只高度为5.35 m，重量为28 kg，内部用直径为6 mm的圆钢管作为骨架，在吊装过程中不允许有变形，安装时要求垂直装入。

4 简易吊装设施的设计

4.1 吊装设施的结构组成

见图1。

图1 吊装设施结构

4.2 吊装设施的设计

4.2.1 材料选择

（1）桅杆的选用

选用φ159 mm×4.5 mm的无缝钢管，长度7.5 m,重量为：G1=L×G01=7.5×17.5=131.25 kg

式中：L——无缝钢管长度

G01——每米φ159 mm×4.5 mm无缝钢管的重量，查得[1]：G01=17.5 kg

（2）吊重臂的选用

选用80 mm×43 mm的槽钢，长度L=2.6m,两根背对焊接成滑轨，重量为：

式中：G02——每米80 mm×43 mm槽钢的重量，查得[3]G02为5.5 kg

（3）变幅行走轮的选用

水封拉链走轮四个，板式销轴联结，重量G3=8.5 kg。

（4）桅杆主支架及旋转套的选用

选用18号工字钢，长4.2 m，许用应力100 MPa，旋转套为6D转子轴套，G4=58 kg。

（5）钢丝绳6×37+1---1550 MPa型，直径为15 mm，长19.5 m,四根长共78 m，重量为：

式中：G05——6×37+1---1550 MPa型的钢丝绳每米的重量，查得：G05为0.8 kg。

（6）起重索

吊装较轻选用麻绳，直径为17.5 mm。

4.2.2 吊装设施的作用

（1）起升装置

在除尘器顶部，作业人员利用麻绳通过三组定滑轮水平拉起或放下重物，达到垂直上升的目的。

（2）变幅装置

变幅装置可以调整吊物水平移动来使吊物到达除尘器径向位置。

（3）旋转桅杆

作业人员通过拨动桅杆转炳，使桅杆带动吊臂进行360°旋转，保证吊物到达除尘器四周的各个角度。

（4）活动缆绳和支座

活动缆绳和支座对整个吊具起稳定作用，保证吊具安全可靠的使用。

4.2.3 各部位的受力分析计算

（1）总重量

式中：GJ——计算载荷，N

k——起重机构动载荷系数，额定起重量为50 kg时k=1.1[1]

G1G2G3G4G5——被吊设备的重量，N

G6——起升机构中额定起重量N

（2）缆风绳受力

式中：R变——360°旋转变幅半径，m

K——安全系数，取K=4.5

（3）桅杆轴心压力

（4）吊装滑轮出绳端拉力S产生的轴力N2：

式中:n——起重滑轮组工作绳数；

η——滑轮组效率；

G6——额定起重量;Ν。

（5）缆风绳张力对桅杆的轴向压力N3

如图2。

式中：M——吊具重量；

a——桅杆脚离滑轮组的铅垂线距离；

b——由图中计算出b=19.5;

g——直径为18.5的钢丝绳g=12.2× 10-3kN/m;

G——桅杆轴心压力；

θ——桅杆风绳角度；

α——桅杆倾斜角度；80°

图2 桅杆的受力简图

（6）桅杆自重对桅杆的轴向力

（7）桅杆中部C点总轴力

（8）桅杆顶部弯矩MA

式中：K——梯形截面形状特性系数【1】

（9）桅杆中部弯矩MC

4.2.4 桅杆的稳定性校核

（1）桅杆力学性能

查《安装起重工》中级表2—18知：φ159 mm× 4.5mm的钢管截面系数W=82,截面积A=21.845 cm2,惯性半径γ=5.46 cm2,长系比λ：

式中：μ—滑动摩擦系数；

L—桅杆长度；

γ—惯性半径；

根据λ=137.3查得轴心受压构件的稳定系数φ=0.32

（2）管式桅杆中部截面的稳定性校核

式中：Mc—桅杆中部弯矩；

Wc—管子截面系数

Nc—桅杆中部轴力

φ—轴心受压构件的稳定系数

Ac—桅杆截面积

经校核桅杆可以安全使用。

4.2.5 工字梁的应力计算与校核

见图3。

图3 工字梁示意图

（1）通过上面计算可知，作用在工字钢中点载荷为G=3.7263,取F、E的支点反力

（2）根据载荷作用在梁中部，中部弯矩最大危险截面在中部，其中部的弯矩为:

（3）求工字梁中部的最大应力

式中：Wz—工字梁的截面系数Wz=181.34 cm3

（4）确定工字梁的安全性

因为σmax=21.58 MPa＜［σ］=100 MPa,故工字钢满足强度条件，可安全使用。

4.2.6 起重绳的选用

本设计最大起重重量为70 kg，所以：

式中：m—吊具重量；

G—起重绳最大吊起重量；

g—吊装物动载荷系数

现有的吊装绳为17.5 mm，故可安全使用，最大可吊重250 kg。

5 吊装设施的应用效果

该吊装设施具有性能好、结构合理、安全可靠、经济使用等优良特点。自2004年6月份使用后能够及时处理除尘器的各种故障，保证除尘器的正常运行，减少粉尘的排放，改善了岗位的环境污染。且每年可节约汽车台班费用、检修人工费等8万余元。

6 结束语

针对二烧配料室布袋除尘器现场实际情况设计出的新型吊装设施，解决了因场地狭小吊装困难的问题。通过现场实践应用证明设计是成功的。这也说明了在实际工作中遇到生产、检修等困难问题后，只要我们科学分析、认真观察、潜心研究，找到问题的关键所在，科学地制定出方案并加以认真的实施就能达到解决问题的目的。

[1]薛标.安装起重工(中级)[M].北京：中国劳动社会保障出版社，1999.12～63.

[2]薛标.安装起重工(高级)[M].北京：中国劳动社会保障出版社，1999.16～46.

[3]祝燮权.实用五金手册[M].上海：上海科学技术出版社，1990. 17～83.

Design and Application of Lifting Device for Bag Filter of TIANTIE Sintering Plant

Sun Xirong

The author analyzes the lifting and installing problem encountered during the maintenance of the bag filter of material batching room at Secondary Sintering Plant,Sintering Subsidiary,TIANTIE,and puts forward relevant lifting requirement in terms of the wear and tear part of JLZ—1000 mechanical rotary anti-flushing bag filter.According to the actual conditions on site,a simple lifting device is designed and the main force bearing points are analyzed for force load and checked for strength and rigidity.Production practice shows that,the lifting device,with reasonable structure and good safety,meets maintenance requirement.

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（收稿 2010－03－20责编赵实鸣）

孙锡荣2007年天津工程技术学院机械专业本科毕业，工程师。现任天铁集团烧结厂环保科科长。