桨叶式凉碱机的技术改造

2014-12-03马中山张志强赵云刚

纯碱工业 2014年4期

马中山，张志强，赵云刚

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

我公司纯碱成品包装采用聚丙烯编织袋内衬聚乙烯薄膜双层包装，当纯碱温度超过90℃时，包装袋易于破损，而轻灰煅烧炉出碱温度为180～210℃，虽经运输存储过程自然冷却，仍然难以满足包装袋对温度的要求，为达到适宜的包装温度，轻灰凉碱系统部分采用了YL系列凉碱机来降低碱温。

1 设备简介

1.1 凉碱机技术参数

我公司轻灰系统使用YL－2和YL－4桨叶式凉碱机共7台，其技术参数如表1。

1.2 换热原理

YL系列凉碱机采用楔形空心动叶片为基本换热单元，冷却水由装有夹套的空心轴（见图1）一端进入，通过夹套管内进入装有折流板的动叶片，换热后通过夹套管外部自转子另一端回管网，转子转动时，桨叶搅动热碱与冷水壁接触进行冷却。

表1 凉碱机技术参数

图1 空心轴转子简图

1.3 桨叶式凉碱机特点

该系列凉碱机单位耗能较低，而且为全封闭结构设计，避免现场碱尘飞扬，无需安装除尘装置，环境得到改善；结构简单，易于维修。

2 存在问题及原因分析

2.1 存在问题

生产过程中，凉碱机两根转子在同步齿轮带动下同步转动，使用一段时间后，空心动叶片出现泄漏现象，造成产品结块，设备内部结疤，泄漏部位主要集中在两处，其一在叶片尖部，其二是动叶片上部盖板两侧角焊缝部位，见图2所示，尤其是不带螺旋搅拌叶的动叶片。

图2 楔形动叶片简图

2.2 原因分析

楔形动叶片是采用6mm碳钢板制作的铆焊件，各处均为角焊缝，由于该件高宽比较大，内部折流板与两侧板之间不能满焊，一侧采用点焊固定，制作完成后打压时，点焊部位容易裂开，失去了折流板对动叶片整体强度的加固作用。同时叶片在旋转过程中与纯碱（尤其碱疤）之间存在摩擦，焊缝部位发生磨损，厚度减薄，强度下降，生产过程中，在水压及叶片内外温差等因素作用下，角焊缝应力集中部位易导致疲劳开裂。另外，焊接质量也是造成泄漏的原因之一。根据叶片损坏情况相比较而言，带有搅动螺旋的动叶片（见图1）盖板角焊缝开裂较少，是由于螺旋对两侧板及盖板之间的加强及保护作用。

3 改进措施

针对上述问题，经过与厂家交流，我们提出了以下几点改进意见。

3.1 盖板角焊缝部位的改进

将动叶片顶部弧形盖板下降6～8mm，包于两侧壁板之间，采用角焊缝焊接，结构形式如图3，保护焊缝不受碱疤磨损，同时盖板上还可以增加加强筋进行加固，保证焊缝部位强度。

图3 动叶片弧形盖板改造简图

3.2 叶片尖角部位的改进

该部位设计了两种改进方案，其一是采取“人”字形焊接，焊后外包角钢；其二是采用钢板加工制作燕尾形工件，改变两侧板在叶片尖部的焊接方式，见图4。厂家技术人员经过认真分析和简单试验后认为：“人”字形焊接不易保证焊缝质量，焊肉薄了焊接强度不足，焊肉厚了影响角钢外包质量，而第二种焊接方式既增强了叶片尖角部位耐磨能力，又方便焊接，增强了焊接强度，而且对焊缝部位的磨损也有所保护。