掺混肥装置运行中存在的问题及解决方法

张若冰（中海石油化学股份有限公司，海南东方 572600）

掺混肥装置运行中存在的问题及解决方法

张若冰
（中海石油化学股份有限公司，海南东方 572600）

介绍掺混肥装置在运行时出现的故障和该装置存在的一些设计缺陷；着重介绍在处理这些问题时的技术改造手段，为不断优化设备工艺参数总结经验。

掺混肥装置；搅拌；间隙；振动；改造

1　概述

掺混肥装置（DPHB—50—630型全自动多功能配料混料包装系统）是海洋石油富岛有限公司复合肥部的重要生产装置，由秦皇岛三农机械设备有限公司制造，本装置集配料、混合、包装于一体，可实现从25kg、40kg、50kg之间任意量程的配料、混合、包装，分为投料单元、配料单元、混合单元、包装单元。该装置因产量低（10t/h）、故障率高在2015年进行了升级改造，升级改造后该装置的产能达到了15t/h，产能比原来提升了50%。改造后取消了原有的3台提升机和1台大倾角皮带运输机，重新安装1台主提升机代替原有的提升机和大倾角皮带输送机，将人工在高位平台上投料改为在地面上投料，将原有的定量配料秤安装在地下基坑，在地下基坑再安装1台皮带输送机。这次改造极大地提高了投料作业的安全性，使员工直接在地面就可以完成投料工作，消除了在高处作业容易跌伤的安全隐患。另外原有提升机和大倾角输送机的拆除，又为厂房节省了宝贵的空间，使厂房的布置更加合理。该装置立面简图见图1。

图1　掺混肥装置立面图

工作流程为：

在PLC控制面板输入产品配方后，将氮肥（缓释尿素）、磷肥、钾肥等基础颗粒状肥料，由人工投入原料仓，各种原料经计量配料秤自动计量后，再由皮带运输机送入提升机，再进入混合搅拌机进行搅拌混合，混合均匀后的物料自动进入自动包装机进行包装，最后经自动码垛系统码垛后入库（见图2）。

图2　BB生产工艺流程图

该装置自2016年1月投用以来，不断出现大大小小的故障，导致生产经常性间断，为使这套装置能够顺畅运行，根据这套装置经常出现的故障做了针对性的技术改造工作。

2　出现的故障模式及处理方式

2.1大小给料机轴销松动

基坑配料秤大小给料机的轴销容易松动。大小给料机运行几个班次后，固定轴梢的定位螺丝就开始松动，导致大小给料机门无法关紧，漏料严重。检查过程中发现，固定定位螺丝的螺母焊点过于单薄，螺栓如果用力顶紧，就导致螺母脱焊，从而导致漏料。

解决方法：将原先的定位螺母补焊，原先为点焊式，现改为满焊，用电钻在与螺母相对应位置的轴上加工直径为Φ8.5mm、深度为5mm的盲孔，上紧螺栓时使正好顶紧在盲孔上。在轴销与轴套的另一端再加焊一处（长度为6mm左右），用以增加连接强度。改造以后此故障完全消失。

2.2链轮与链条打滑现象

提升机底部无张紧装置，底部自重过轻，摩擦力过小，在潮湿天气运行时，链轮和链条容易发生打滑现象，无法正常送料。

解决方法：根据该提升机的结构特点在提升机底部安装悬臂式张紧装置，利用配重的自重来增大链轮与链条的摩擦力并保持张紧力稳定不变。同时这种张紧装置还具备一定的调节位移可以自动补偿链条的弹性变形和永久变形。实践中采用两根1.8m长的16a槽钢作为悬臂分别安装在提升机底部从动轴两端，悬臂长度设定为2m，再在槽钢边缘处不断增加配重来测试链轮与链条的摩擦力，当把配重逐渐增加到50kg时，链条顺利地运转起来。通过这次改造有效地消除了链轮与链条的打滑现象。改造示意图见图3。

图3　悬臂式张紧装置示意图

2.3产品质量存在搅拌不均现象

掺混肥在生产过程中，通过搅拌机可以使氮、磷、钾等物料充分混合，从而提高混合的均匀度，使养分均匀分布。

但是初期生产的产品抽检时却发现有质量不合格现象，通过打开观察孔仔细观察，发现在搅拌过程中，因搅拌叶片外边缘与壳体间隙过大，搅拌机在进行搅拌时有部分氮、磷、钾等物料滞留在底部得不到充分混合，原料甚至产生分层现象。由此判断为搅拌缸存在设计缺陷导致产品出现质量不合格现象。

解决方法：测量搅拌叶片外翼与搅拌缸间隙有25mm，决定将间隙缩小为10mm来增大搅拌面积，取6mm厚的304不锈钢板截成矩形，尺寸为宽60mm，长度200mm，数量6块，分别安装在搅拌叶片外边缘，安装位置采用对称式安装，保持原有平衡不变。从而在搅拌时有效地提高原料的掺混程度，且能把较大的物料破碎，保证了各种物料均匀分布，使养分结构在任何部分都能达到质量标准。试生产后经过多次抽检，产品质量合格率均达到100%。

2.4提升机主动辊两轴端漏料问题

提升机在将原料往上提送时，有部分原料不断从顶端主动辊两端孔隙中漏出，导致平台上到处都是落地料，一是造成了原料的浪费、二是漏料对两端的主动辊轴承造成了严重腐蚀。经测量发现主动辊两端轴径为Φ100mm，而机壳外孔为Φ140mm，单边间隙达到20mm，显然这么大的间隙无法将原料密封在提升机内部。

解决方法：车床加工两个半圆压盖，直径为Φ102mm，厚度为4mm，材质为304不锈钢，先在机壳上钻孔攻丝，再用螺栓紧固的方式将两块半圆压盖固定在机壳的外孔上，用以缩小轴径与机壳外孔的间隙，使单边间隙不超过1mm，最后再以毛毡封堵其余细小的缝隙，再将两端被腐蚀轴承更换。改造后运行至今，漏料现象完全消除，同时也有效延长了主动辊轴承的使用寿命。

2.5提升减速机振动过大

减速机在运行中振动过大，经测振仪检测，振动烈度为29.5mm/s，严重超标。停车后发现一是减速机与主动辊不对中，减速机比主动辊低3mm。判断原因是支撑减速机的支座刚性不足，产生一定挠度变形，造成了对中不良。二是减速机的皮带轮与轴径形成了间隙配合，轴的外径发生了磨损，经测量直径为42.65mm，皮带轮的内孔也发生了磨损，测量直径为44mm，轴与孔单边有0.8mm的间隙。这样当减速机运转时，减速机的皮带轮与轴就不断发生碰撞导致振动严重超标，产生这个故障的原因判断为皮带轮内孔加工尺寸偏差过大，在初始安装时存在微微松动的现象，在运行中磨损逐渐加剧最后导致振动超标。

解决方法：第一步是在减速机支座安装垫铁重新找正对中，消除误差；第二步是在减速机皮带轮孔加装厚度为0.75mm铜片，再车床加工定位轴套，内孔为Φ43mm、长度为35mm，安装在皮带轮内端与减速机轴肩处，此举是为了控制皮带轮前后窜动；在轴径上均匀涂覆锁固剂后装上皮带轮，在轴的外侧加装一个定位压板，用M16螺栓旋紧在轴端将皮带轮锁住。完成以上工作后重新开车，振动大幅减小，经测振仪检测：振动烈度为6mm/s，远远小于检修前的数值，目前数据仍有些偏大，但是考虑到提升机高度为10m，在提升物料时本身存在一定晃动，因此这个振动是在合理范围之内。

2.6对投料通道进行技术改造

公司每年有5 000t左右的小颗粒尿素需要包装，这些小颗粒尿素按照常规生产流程只能经由投料平台投入原料仓，再由皮带运输机导入提升机后才能包装，这样一来只有当配料秤、大小给料机以及皮带运输机同时运转时才能进行生产，而小颗粒尿素为单一原料不需要配比，因此包装小颗粒尿素完全可以绕开以上流程。为优化工艺流程提高生产效率经与有关工艺人员共同研究讨论，最终做出技术改造方案如下：

在提升机西南侧平台开300mm×200mm长方孔，将截面为同样尺寸的不锈钢方管（长度2.8m）由此孔向下直接安装到基坑内部的提升机进料斗上，上下两端以焊接方式固定。方管安装好后，小颗粒尿素就可以直接由此通道投入提升机，而不需要再经过投料平台→原料仓→大小给料机→配料秤→皮带运输机→提升机的流程。这次技术改造节省了电力消耗，降低了机械磨损，提高了基坑内部设备的使用寿命，经济效益可观。

投料位置如图4平面图所示。

图4　小颗粒尿素投料位置示意图

3　结语

通过以上几个方面的检修与改造，使该套掺混肥装置进入了良性运转状态，故障率大幅减少，生产效率有效提高。但是目前还有诸多不尽如人意之处，例如基坑内的运输皮带更换非常困难、提升机顶部的支撑架刚度不够、传感器使用寿命短等。这些不足仍然制约着掺混肥装置的长期运行，今后随着对这套装置的不断深化运用，将继续对这套装置进行优化改造。

［1］ 成大先.机械设计手册［M］.北京：化学工业出版社，1993.

［2］ 杨国安.机械设备故障诊断使用技术［M］.北京：中国石化出版社，2010.

［3］ 秦大同，谢里阳.现代机械设计手册［M］·单行本：润滑与密封设计.北京：化学工业出版社，2013.

The Existing Problems in Bulk Blending Fertilizer Facility Runing and the Resolvents

Zhang Ruo-bing

Introduces the failure of the equipment of mixing fertilizer and some design defects in the equipment；This paper focuses on the technical transformation measures to deal with these problems，In order to continuously optimize the process parameters of the equipment and sum up experience.

bulk blending fertilizer facility；stir；clearance；vibration；frame

TE622

B

1003-6490（2016）05-0003-02