连云港碱厂3＃轻灰蒸汽煅烧炉系统检修总结

闫 涛

（南化集团连云港碱厂，江苏 连云港 222042）

连云港碱厂3＃轻灰蒸汽煅烧炉为1987年投用的φ3600×30000蒸汽式外返碱煅烧炉，由于使用年限过久，各部位均出现了不同程度的问题，严重影响了设备的稳定和化工操作的平稳性。2014年4月，我厂主要集中解决制约3＃轻灰炉滚圈等影响稳定运行的故障，此次检修是轻灰炉系统检修项目建厂以来最多的一次，具体施工项目的技术总结如下。

1 前后滚圈的更换

1.1 更换前的状况

炉头炉尾滚圈外表面掉皮脱落、翻边、失圆。导致炉体震动尤其在炉头表现的尤为明显，站在炉头目测可观察炉体左右晃动达30mm左右，更换前的3＃炉前滚圈损坏严重，滚圈的一侧已经无法与托轮接触，仅半边接触。严重影响设备的安全运行，只有降低炉速、限制负荷来维持运行。

滚圈的更换在连云港碱厂已经有过多次的成功经验，此次施工的难点是齿圈和滚圈找正与安装。2007年6月我厂曾对3＃轻灰煅烧炉炉尾滚圈进行更换，同时更换了大齿圈、齿圈座，炉头滚圈的大垫板、楔铁、定位块。施工后由于齿圈座与齿圈配合不好，小齿轮与大齿圈啮合不均匀，齿顶隙没有控制在合理范围内，φ36×180齿圈高压连接螺栓频繁断裂。2008年4月“天津永利”通过调整齿圈座楔铁的办法暂时解决此问题。而今年的修理由于更换了齿圈底座，所以面临同样的齿圈找正问题。

1.2 修前准备

增设“米”字型支撑：通过与大连化机施工人员的交流，在某碱厂曾发生过滚圈拆除后炉体变形成椭圆，导致滚圈无法套入的问题，不仅影响工期，而且直接影响滚圈的安装精度。所以在拆除滚圈前要避免炉体的变形，此次采用了在炉内对滚圈、齿圈及炉体加强圈等五处实施支撑，支撑材料用φ51厚壁钢管，每个截面用8根钢管支成米字形结构，与炉体点焊，以防止拆除滚圈、齿圈时炉体变形。

齿圈利旧准备：齿圈由于上述原因极有变形失圆的可能，本着能修不换，节约费用的原则。此次将拆下齿圈利用车削退刀槽的机会，同时找出齿圈的偏差，根据数据作出更换齿圈的具体修理方案。

1.3 检修施工中的过程控制

1）拆除、粗装安装炉头炉尾滚圈

2014年4月21日8：00，3＃轻灰煅烧炉更换滚圈、修理调整齿圈工作按期开工，由于要对齿圈上床车削以及土建工作的需要，所以第一步先拆除了主减速机、电机、主减速机钢基础、齿圈。随后土建进场破开混凝土，挖出损坏断裂的预埋地脚螺栓。齿圈送厂家车削测量跳动量。第二步拆除进料部分、拆除炉头大法兰、顶炉，割除炉头自由端滚圈，炉尾固定端滚圈。拆除自由端滚圈后，选择保留4组表面质量较好且互成90°的垫铁，刨除其余2组垫铁，刨除时注意不要损伤炉体。将滚圈处炉体打磨干净，要求高度差≤0.5mm，4组保留的垫铁也要打磨光滑。将固定端滚圈和齿圈支承座顺着炉头套入炉体，利用行车、导链、千斤顶先后将固定端滚圈、齿圈支撑座缓慢吊至炉尾，放置在齿圈和固定端滚圈之间，新滚圈用支撑架固定支撑，以保留的4组垫板和原始安装数据为参考基准，按照图纸技术要求在炉体上划滚圈中心线，要求定位误差≤1mm。利用行车、导链、千斤顶将自由端滚圈套装滚圈垫板上。由于炉内的米字支撑，炉体虽然变形但滚圈的套入基本顺利的完成，但炉头滚圈处变形依然较大。

使用3台50吨千斤顶将炉头滚圈压入，安装楔形垫板，通过调整楔形垫板，检测滚圈内径与炉体间间隙对自由端滚圈进行粗找正，找正合格后点焊对称位置8组楔垫板。安装驼轮，然后将炉体落到驼轮上，拆除顶炉支架，固定炉体，防止挡轮拆除后炉体下滑。

2）齿圈的粗找正

利旧的齿圈最大径向跳动量达15mm；最大点在齿圈对把螺栓处。选取八点做好标记。打表找出炉体的变形的最大点与最小点，做好标记。在初次找正中将炉体最大径跳量调整在6mm左右。

图1 炉体齿圈处的径向跳动量

六个齿圈支座按照标记分别施焊焊接时注意炉体变形，变打表边施焊，做好标记。将齿圈座套在六个焊好的支座上，插入楔形垫板，将做好标记的齿圈与做好标记的支座对应好，齿圈偏差对大点对应炉体偏差最小点。在半齿圈的180°范围内找出与齿圈座三个误差最小的螺栓孔，并找出最好的一个孔为基准孔，将半齿圈的中部的螺栓孔与之配装，用35CrMn销轴式螺栓把紧，另两个螺栓孔其中一个无偏差使用35CrMn销轴式螺栓穿入把紧，另一个两孔有偏差，用铰刀绞孔后穿入35CrMn销轴式螺栓并把紧。再次打进此三个定位螺栓，将半齿圈其余螺栓依次填装35CrMn双头高压螺栓，有偏差的绞孔后安装。此过程齿圈一定要处于自由状态，不可以施加任何的外力。在半齿圈固定把好后，盘炉使之到炉体的正下方，同样安装另外的半齿圈，同时把紧两半齿圈的对把螺栓，装入固定钢柱销。根据之前做好的标记先打紧齿圈偏差最小处的楔铁，即齿圈对把螺栓的正对面。同时把紧对把螺栓直至两半齿圈合缝。

3）齿圈的精找正

慢盘车边打表，根据数据不断调整楔铁与齿圈座的紧度。直至齿圈的轴向，与径向跳动的取值在合格的范围之内。通过不间断的24小时盘车之后，再次打表精找齿圈，根据百分表读数调整楔铁的紧度，完成后固焊楔铁与齿圈座。

图2 最大轴向偏差为：1.8mm

图3 最大径向偏差为：2.9mm

4）精找自由端固定端滚圈

只有在精找齿圈合格后才可以精找滚圈。慢传动盘炉，通过调整楔铁，使滚圈端跳、径跳符合技术要求，然后将楔铁紧固，焊牢。调整主减速机，使传动小齿轮与齿圈啮合情况符合技术要求。炉头滚圈最终打表数据见图4～图7 。

图5 最大径向偏差为：0.7mm

图6 最大轴向偏差为：1.9mm

图7 最大径向偏差为：0.4mm

表1 试车后的炉头炉尾托轮温升数据（℃）

2 预混器搅拌轴改造及更换

2.1 改造前的状况

生产中重碱和炉内返碱经返碱下料器，气封下料阀，碱尘螺旋等设备下料至预混器内搅拌混合，并输送至进料中，物料进入预混器时初期集中在北侧，由于轻灰的飞扬性和系统经常存在的正压，导致预混器北侧轴承处频繁漏碱。而预混器的传动端也集中在北侧，预混器传动端最靠近箱体的是两盘轴承，外侧是一对换向齿轮，主动轴的齿轮外侧是另一套轴承与传动链轮。搅拌螺旋轴与预混器的箱体是采用填料密封。当物料从轴封处泄漏时，高温物料使得填料极易老化，导致内侧轴承进碱，进而导致轴承损坏（此情况在其余碱厂同样存在）。

一旦轴承损坏检修时必须拆除一对换向齿轮才可以更换轴承，造成检修时间过长，由于现场环境差、温度高、氨味刺鼻给检维修人员的检修工作带来了极大的困难。

2.2 改造的准备与施工

在此次改造前，对于预混器存在的问题充分考虑，结合原有结构模式，车间技术人员和备件生产厂家多次对图纸进行会审、修改。此次改造安装关键点有：①将原传动端与尾端位置互换，使易损坏的传动端避开集中下料的北侧。②将换向齿轮放在靠近箱体的位置，轴承放在齿轮的外侧。③减少一个轴承座。④填料函处的轴径加长50mm，便于更换填料。⑤一对搅拌轴的浆片旋转方向不变，该改造后减速机的转向不变，变拉料为推料。

预混器一对搅拌轴的安装配合由于初次施工，及时将施工中存在的缺陷改正。施工中发现预混器壳体下部不锈钢弧板腐蚀脱落，及时卷制316L弧板补齐。土建的施工与新轴的安装交替进行，经25天施工顺利完成，带料后性能超出预期想象，运行平稳，密封问题彻底解决，且后续检修维护方便。

2.3 剩余两台预混器的改造构想

3＃预混器的改造成功为1＃、2＃预混器的改造提供了有力的技术支持和宝贵的经验。车间计划将3＃换下的一对旧搅拌轴及前后端板修理后继续使用。具体操作为：①卸下两搅拌轴的轴头部与尾部，按图车削新的轴头、轴尾。更换搅拌轴磨损腐蚀的搅拌叶片；按图组对固定轴头、轴尾在搅拌轴上；注意桨片的方向与键槽的位置。②修理前后端板的填料函，更换端板内侧的不锈钢衬板。③按图重新加工轴承座、链轮、换向齿轮。

在后续工作，车间不仅没有因为设备改造而报废备品备件，反而使这些旧的备件可以继续服役，尤其是一对搅拌轴和前后端板的修理使用可以使该项目节约费用约40万元。目前这一构思得到了厂机。

3 热碱液塔更换

3.1 更换前的状况

3＃热碱液塔由于使用多年，整塔腐蚀减薄，尤其是塔体液位段、人孔根部、进出口管线根部等多处泄漏。塔体的泄漏不仅造成了热碱液大量的浪费，而且导致了轻灰楼面污染严重，对建构筑物破坏极大。前期虽然多次进行消漏，但由于腐蚀严重，只有采取整体更换才能解决问题。

3.2 方案与施工

传统的施工方案为提前采购一新塔，对旧塔进行整体更换。本着节约的原则，现场确定塔顶和塔顶几乎没有腐蚀，完全可以利旧，于是采用了边拆除旧塔，边制作的方式，现场施工，此措施可节约备件费11万元。

热碱液塔直径为2 800mm，高11 362mm。此次修理主要更换除塔顶和底座以外的塔体中部。更换部分尺寸为10 180×2 800mm。材料全部为我厂库存的厚度为12mm的Q235碳钢板，塔体由检修车间卷制；同时自制316L材质工字钢梁，篦子板、液体分布器、塔内部分填料换新，利旧的部分包括封头、塔座、两圈平台护栏、部分填料及管线等。新塔的制作十分顺利，但在拆除旧塔时，由于塔内填料与热碱液中的沉淀物板结到一起，预定的130吨吊车没有吊动，集中大量的人力进行清理后，使用300吨吊车将旧塔从五楼顶吊下。

新塔的安装与附属管线的恢复，以及填料的装填都按正常的进度执行。塔内注水试压一次成功，所有焊点均达到设计要求。当前全国碱行业产能过剩，行业之间的竞争十分激烈，厂内努力压降检维修费用以降低成本。这次热碱液塔的修旧方式，不仅节约了11万元的成本，并且节约了大量的时间，积累了经验，为将来其它类似设备的检修提供了技术支撑。

4 主减速机更换和基础处理

4.1 检修前的状况

由于长期使用，主减速机高速轴轴径变细，高速轴齿面有7个面磨损、损坏严重。同时由于前期大小齿轮啮合等问题，导致主减速机的水泥基础预埋螺栓也多次出现断裂，近几年多次加固补焊预埋螺栓，但没有根本解决问题。

4.2 主减速机的水泥基础修理

主减速机水泥基础的制作准备：在更换滚圈、齿圈的同时，同步进行主减速机水泥基础破开，更换预埋地脚螺栓的工作。水泥基础破开后，除更换5根损坏断裂的原设计的预埋螺栓，再在南侧增加两根新的地脚，以加大强度。普通的混凝土无法满足工期要求，后选取了“无收缩高强灌浆料”可以在48h内达到最高强度的办法完成了施工。

传动机构拆除后，土建进场破开水泥，将5根断裂的预埋螺栓挖出，沟深约1 000mm。将提前预制好的地脚按尺寸放入，南侧增设两根地脚。

使用“无收缩高强灌浆料”约4t，经过48h最终固化，此土建施工8天。钢基础的安装，使用斜度为3%的斜平尺找正钢基础与水泥基础。垫实打紧预埋地脚螺栓后，二次灌浆。

5 进料绞龙改进

5.1 进料绞龙前四圈的改进

2014年3月初到4月中旬，我车间1＃、2＃、4＃、3＃轻灰炉进料绞龙前四圈绞龙翅片连续腐蚀脱落，1＃、2＃还出现轴上包裹的不锈钢皮腐蚀剥离，立柱断裂，最多一次影响产量260余吨。

经过对现场多台进料腐蚀情况总结，绞龙轴腐蚀段集中在头部前2m的位置，此部位由于预混器下来的物料水分较大，加上与后端物料温差较大，绞龙轴翅片受到的多种条件的影响，腐蚀尤为严重，而2m后的翅片及绞龙轴外包层腐蚀明显减轻。针对这种情况，如果改变原有的修理模式，将前2m的防腐蚀层和翅片加厚，可以延长使用寿命2倍以上。

利用这次3＃系统大修理的机会，车间将易腐蚀的前四圈绞龙翅片由10mm厚度改为16mm材料为316L。

5.2 进料绞龙轴改进

绞龙轴的后段因远离下料段，未做改动，前端2 m将包裹轴的3mm厚316L不锈钢皮改为厚度6 mm。立柱的外套管改为316L材质10mm的厚壁钢管。这样的改动可以延长绞龙轴的使用周期，为设备长、稳、优运行提供了更有力的支持。

6 存在的不足

6.1 土建工作准备不充分

在预混器基础施工期间，由于前期计划采用简单的穿楼板加钢板、长螺栓固定的模式，但在施工过程中，发现楼板内层钢筋网仅有一层，强度可能不够，后重新制作水泥基础，采用加班的方式才未影响工期。后期1＃、2＃预混器改造中，计划提前将水泥基础制作、养护。这样在后续改造中仅需4天即可完成施工。

6.2 热碱液塔填料结疤严重，超出预期想象

热碱液塔填料结疤严重也是超出预期，在以往塔内填料清理中，一天即可完成，但此次塔底圈液面以上填料结疤约3m，至填料栅板，占塔底圈2／5，液位不流动造成。23日煅烧车间组织扒塔内填料，难度较大，即使用废淡液冲洗，效果依然欠佳，最后仅清理3／5填料。在这种情况下，改变了原有整体分节吊装的方式，采用了破坏性拆除，虽未影响整个工期，但导致了施工量增加20%。后对塔内结疤填料取样分析，结疤成分NaHCO3含量高，且有大量CaCO3，经分析疑为小苏打晶浆残留造成。

［1］ 潘鸿恩.纯碱生产设备检修与防腐［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1991