大型喷雾干燥塔改善喷枪雾化效果的方法初探

区家勤 王业勤

摘 要：本文针对陶瓷企业原料制粉设备——喷雾干燥塔存在的“跑湿料”问题，下力弄清问题发生的原因，并经多方尝试，找出了解决问题的办法——改喷枪、调分风、变浆管、严管理。

关键词：长喷枪；短喷枪；跑湿料；环形供浆管；喷浆压力；雾化效果

1 引言

生产设备大型化是当今世界制造业的必然趋势。我国作为世界制造业大国，已经从过去的大规模技术引进，国产化替代，逐步发展成为世界装备制造业技术的引领者。毋庸置疑，从生产成本下降、节约能源和经济效益提高等诸多方面，生产设备大型化的好处不胜枚举。生产设备大型化带来的许多新问题、新要求，都是我们这些生产决策者、管理者必须面对的，我们必须走出过去习惯思维的圈子，与时俱进，合理扬弃，才能使企业在严峻的市场形势下立于不败之地。

2 项目基本情况简介

笔者所在公司原料车间新改建的2#塔规格为9000型喷雾干燥塔，于今年三月初建成投产。该喷雾干燥塔采用全新的节能环保型设计，贯穿着现代大型喷雾干燥塔新的设计理念和技术。经旁通试产和带布袋除尘器试产，很快达到了产能设计要求。

但是自投产以来，喷雾干燥塔就存在不规律地大量掉湿料球现象（俗称“跑湿料”），造成人力和物料的浪费，产能和产品品质也受到很大影响。而且，“跑湿料”现象似无规律可循，工况好时连续几天不见“跑湿料”，差时"跑湿料"很频繁。此外还有一个明显特征，开旁通时"跑湿料"少些，开布袋除尘器后，"跑湿料"就多些。经多次检查和寻找原因，笔者发现部分喷枪雾化效果很不理想，尤其是生产粒度较细的粉料产品时，因供浆压力偏低，该状况尤为明显。

3 原因分析

缜密的分析来源于细致地调查与求证，必须抓住喷枪雾化效果不好这个特征，透过现象看本质，层层解剖，细致摸查，才能找出关键原因，制定出合理的解决办法。最终发现了以下几个方面：

（1） 长喷枪与短喷枪喷浆区相互交叉冲击，造成局部雾化效果不好。

这是摸查多次才发现的状况。按照设计，该喷雾干燥塔原采用长、短枪成对相邻相间配置，长喷枪长度为3.2米，短喷枪长度为2.2米。这也是原设计者根据大塔设计原理采取的配置。

据了解，3米以上的超长喷枪在喷雾干燥塔上使用较少，在10000型以上的大型、超大型喷雾干燥塔上才有使用。相应地，其结构形式和材质要求都应提高，才能适应大塔工况环境。

因长喷枪太长，刚性较弱，受力、受热易发生扰曲，改变喷射角度，清洗、更换也比较困难。若某支长喷枪扰曲过大，而又未能及时检查发现并加以调整，喷射方向会缓慢改变从而导致相互交叉冲击逐渐增多，“跑湿料”现象会逐步加重。

因长喷枪太长，有两个折弯，喷浆阻力也较大，浆液较稠时易发生堵塞，也易磨损。当喷浆压力较低时，也会使雾化效果变差，引起跑湿料。事实上，我们也已经发现了2#塔在生产中长喷枪确实比短喷枪易堵，经常需要清理。

（2） 喷雾干燥塔顶部热风管弯头入口偏心，造成分风器热风分配不均。

这是发动相关人员群策群力研讨得出的原因，由于2#塔是在原6000型塔场地上改建的，场地十分狭窄，安装空间受限，安装时有所疏忽，塔顶热风管弯头接口存在明显偏心。因热风管入口偏心，导致喷雾干燥塔内部热量分布不均，不同方向和部位温度差别较大，温度较低部位的料浆无法获得足够的蒸发热量，这也可能是“跑湿料”的原因之一。

（3） 环形供浆管供浆方式和连接方法不合理，造成各喷枪喷浆压力有差异，喷浆压力高的喷枪雾化效果好，喷浆压力低的喷枪雾化效果差。

这是厂际合作、相互交流得到的经验和心得，2#塔原配的环形供浆管为2条，每条环形供浆管均与3台柱塞泵相连接，柱塞泵采取2用1备工作制，连接方法见图1。

按图1的配置，喷枪在环形供浆管的位置不同，则喷浆压力会有差异。这是因为环形供浆管内的泥浆压力不均衡，随着喷枪距上浆口的距离增加依次逐渐递减，离上浆口位置越近，则喷浆压力越高；离上浆口位置越远，喷浆压力越低。

更为极端的情况下，若只开1台柱塞泵供浆，最远处喷枪压力衰减将更为严重，雾化效果更差，跑湿料将更加频繁。此外，这种供浆方式不仅会造成喷枪的压力差异，还会在环形供浆管内形成局部沉淀死角，很容易引起环形供浆管内浆料浓稠不均，甚至堵塞环形供浆管。

4 改进措施

根据以上分析，我们采取的改进措施如下：

（1） 采用单一长度的中长喷枪，取代原来的长、短相邻间隔配置。

经反复斟酌，并结合前一阶段的使用经验，新喷枪长度确定为2.7米，带1个向上折弯。经几次试装试喷，雾化效果明显改善，“跑湿料”现象得到有效控制。

（2） 在塔顶环形分风器前端，安装导流板，促进热风均衡分配。

采用热电阻温控仪在操作平台部位多点采样测量（铂热电阻探头插入塔内），塔内东北侧温度偏高，平均温度约440℃，西南侧温度偏低，平均温度约360℃，两者平均温差在70～90℃之间。以前的小型喷雾干燥塔微小偏心不可能产生如此大的温差。温差方向正好与热风管弯头入口方向对应：塔内东北侧（高温侧）为热风管弯头外侧，塔内西南侧（低温侧）为热风管弯头内侧。安装导流板时，笔者适当减小了外侧通风口径，延伸扩展了内侧通风口径。经几次试装试产和检测，现塔内平均温差已降低至20～30℃之间，也对雾化效果改善起到了一定作用。

（3） 改进环形供浆管供浆方式和连接方法，使各喷枪喷浆压力保持一致，并消除局部沉淀死角，改造方法见图2。

改造后，2条环形供浆管内的浆料能够借助各上浆口来料推力，在管内顺畅地逆时针连续循环回转，并使整条环形供浆管内迅速达到压力平衡，彻底消除了局部沉淀死角。在操作制度上也作出了新规定：正常生产时，柱塞泵严格执行“2用1备”作业制度，除特殊情况外，尽管1台柱塞泵供浆也能满足产能要求，仍要坚持采用双柱塞泵供浆，以稳定喷浆压力，达到最佳雾化效果，做到优质、高产、低消耗。

该项改造完成后的第一次试产，就取得了十分显著的效果，经反复检查观察，其雾化效果非常令人满意，跑湿料现象得到了根除。

（4） 加强管理，制定规范的操作规程，并严格执行。

2016年初以来，我司面对严酷的市场形势，提出了“管理从严，创新挖潜”的工作思路，全面推行了6S管理。原料车间各重要机台、各生产岗位、各产品要求等均制定了工艺及操作规程（如热风炉温度控制、柱塞泵压力控制、布袋除尘器控制等），从强化岗位职责入手，使上、下工序、机修、检验等形成了环环相扣的有机协调整体，既相互配合，又相互监督，为确保技改效果奠定了基础。

截止到6月中旬，2#塔已投产3个月。原设计产量为900 t/d，现在各产品平均产量约1050 t/d，粉料品质达到全优，完全达到了设计要求。

5 结语

当今世界，新技术、新装备层出不穷，企业的技术进步是永无止境的。若不能下定决心，认真钻研，迎头赶上，企业将会被激烈竞争的市场淘汰。在这一点上，我们仅仅是刚刚开始，未来还有很长的路等待我们探索。