TL630两级推料离心机在我公司小苏打扩产项目中的应用

(连云港碱业有限公司，江苏 连云港 222042)

原小苏打生产系统主要为纯碱生产的配套装置，一方面可回收利用热碱液中的纯碱产品，减轻热碱液的处理压力，平衡消耗石灰石煅烧后富余的CO2放空气；另一方面可提高纯碱产品的附加值，提高企业的经济效益。扩产前小苏打系统的生产能力为1.5万t/a，2019年通过技术改造，在原有生产能力的基础上，将现有的装置能力扩产到3万t/a。其中在扩产改造过程中，核心设备脱水装置离心机采用了南京新筛分科技实业有限公司生产的TL630两级推料离心机，使用性能较好。本文结合实际使用情况，将部分内容进行总结，希望对国内类似情况有所帮助。

1 小苏打扩产项目的主要内容

原小苏打生产装置采用纯碱合成法，该法是国内外长期使用的一种传统的生产方法，是以工业纯碱为原料，经过化碱、精制、碳化、分离和干燥等步骤生产小苏打，产品白度高、盐分控制好、水不溶物少、质量比较稳定，对原料质量波动敏感性不强。

本项目为扩产改造项目，因此仍采用原有的工艺技术方案——纯碱合成法生产小苏打。

总化学反应式为：

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓

将轻灰岗位来的热碱液或小苏打岗位配制的适当浓度的纯碱液进行过滤，保证碱液澄清度，将合格的碱液及时输送到碳化塔，碱液在碳化塔内吸收CO2生成碳酸氢钠结晶，经过离心机分离后，湿碳酸氢钠进入气流干燥管加热、干燥，制成合格的小苏打，并进行包装。

根据其现场的工艺、设备、厂房等实际情况，在现有厂房不改变的基础上，改造新增部分设备，将小苏打装置能力扩大到3万t/a。

2 离心机改造的必要性

小苏打装置扩产改造前，采用的国产GKH800—N和GKH800—NB虹吸式刮刀离心机，主要由机座组合、门盖组件、机壳组合、转动组件、虹吸管组件、传动系统、液压系统等部件组成，另配套电气控制箱，机上设有进料阀、冲洗阀、排液管，转鼓尺寸φ800×450，启动电机配液力偶合器传送动力。

2.1 GKH800刮刀离心机主要参数

转鼓尺寸 φ800×450

主机N=45 kWn=1 500 r/min

油泵电机N=2.2 kW

工作压力 2.8～3.5 MPa

2.2 主要问题

1)GKH800型虹吸式刮刀离心机为刮刀式结构，在运行中无法实现连续作业，间歇性进料和间歇性出料，进出料都不能稳定持续，对于进口碱液管线阀门需要电磁阀控制，很容易堵塞。

2)刮刀卸料时，冲击力较大，导致刮刀和整体机器在卸料期间振动剧烈，这是导致设备故障的主要缘由。整体故障率高。

3)需配备单独的液压油站，油站为电磁阀控制，密封性和故障率非常高，稳定性差。

4)占地面积大，运行功率大，工作效率低，不利于现代化工厂和节能环保的要求。

5)由于该型号的机器属于淘汰产品，备件供应困难。

3 扩产后选用的离心机介绍

3.1 规格及技术参数

表1 TL630两级推料离心机主要技术参数表

3.2 TL两级推料离心机分离原理

TL两级推料离心机内外转鼓分别和空心轴、推杆轴连接，由主电动机通过皮带带动，并进行高速同步旋转，同时内转鼓在活塞推杆轴作用下，相对于外转鼓做前后往复运动(50～70次/分)。如图1所示。

1.进料管 2.布料盘 3.内转鼓筛网 4.大转鼓筛网 5.固相收集槽 6.固相出料口 7.排液管 8.排液口

在离心机运转正常后，将要分离的悬浮液通过进料管1连续均匀的输送到布料盘2处，在离心作用下，物料被均匀的分布到内转鼓的筛网3上，经离心分离及筛网3过滤，大部分液相被分离出，甩出转鼓外，而固相则被截留在筛网3上形成滤渣层，通过内转鼓向后运动，使滤渣层向前推进，当内转鼓回程时，空出的筛网3表面又形成新的滤渣层，这样连续往复运动，把滤渣层不断的往前推进，并进一步脱水，当滤渣层脱离内转鼓进入外转鼓筛网4时，滤渣松散在大转鼓筛网4上后被重新分布，在这过程中还可以对滤渣进行洗涤，提高滤渣的纯度，滤渣不断的往前推进的过程中，使洗涤过的滤渣又得到进一步的脱水，最后滤渣被推出转鼓，进入固相收集槽5中，通过收集槽中的刮刀把滤渣刮进固相出料口6卸出。而滤液和洗涤液可分别通过7、8排液口排出。

3.3 推料杆推料原理

TL630两级推料离心机推料过程由液压系统控制(如图2所示)，液压油由油泵输出，通过复合活塞换向单元实现推杆的往复运动，最终实现推料离心机的推料过程。在液压系统中设置换热器、溢流阀，控制系统中的温度和压力，以确保液压系统的正常工作。

1.油泵 2.油泵电机 3.溢流阀 4.热换器 5.温度计 6.滤芯 7.压力表 8.复合活塞换向单元 9.回油过滤器 10.油箱

4 TL630推料离心机的技术分析

连云港碱业有限公司小苏打扩产改造采用的TL630在技术上属于国内领先水平，采用专利技术，与国内通常采用HR630离心机在设计结构上有着很大的不同和先进性。

4.1 液压系统的进出油构架和输油密封组合结构

目前国内离心机制造企业引进的进出油构架和输油密封组合结构技术基本来源于FERRUM的P50、P60结构，这种进出油构架和输油密封的组合模式在油泵和活塞之间进行转换。缺点是：①系统背压高，油泵必须提供高压，克服系统高背压，才能推动活塞运动，导致液压系统内压力过高。②德国GAT公司生产的输油密封价格昂贵，供货期长，维修成本高。③要求推杆轴的三点同心精度很高，而推力离心机的运行特点就是在进料、停料、工艺发生变化时，极易引起设备振动；从而加剧三点支撑部位对推杆轴的磨损。磨损后的推杆轴同心度变差，又引起输油密封和进出油构架的严重磨损和液压系统的内漏，导致推力不足，引起设备振动。这种结构，在故障判断、故障维修、维修精度、配件支持等方面对使用方提出了极高的要求。TL630两级推料离心机的专利技术则避免了上述问题，扩大油路通道，增大通道流量，将液压系统背压减少到最小，将油泵传到活塞的阻力减到最小。

4.2 全新设计的复合活塞

国外FERRUM的活塞设计在换向滑阀上存在结构缺陷。这种结构的活塞在机器投入运行一段时间后，活塞进行高频短距离往复运动，但推料系统却推不出料，也就是推料行程很短，换向速度很快的现象，却没有物料出来。这个问题是换向滑阀和换向阀杆之间的阻尼无法在长时间运行过程中得到可靠保证，换向阀杆还没有撞到侧边时，就已经在惯性的作用下回缩换向了。

TL630两级推料离心机最新技术，则克服了换向阀杆因为惯性自动换向的问题，在阀杆上增加了自动阻尼设计，避免了阀杆自动换向的现象。

4.3 符合更严格环保要求的隔断密封结构

国外FERRUM和国内采用FERRUM结构的隔断密封设计为两组迷宫密封的结构。原理是在设备转动起来后，依靠多个环形槽，在设备转动风力的作用下，形成环状气流进行密封。这个原理的前提是有环形沟槽、形成环形气流。但是，实际使用过程中，环形槽经常被物料堵塞阻断，无法形成有效的迷宫密封，导致某些极端情况下，物料外漏、润滑油进入物料仓、物料仓内气体外溢等现象。

TL630两级推料离心机的结构采用多重物理隔断主动密封，即便密封在磨损的情况下，也能有效密封，不会导致密封失效的情况。

5 结 语

随着小苏打使用量的增加，近几年和今后一段时间内，国内的小苏打项目呈井喷式增加，很多扩产和新建的小苏打项目正在进行。在项目设计和建设中，配套设备的选用至关重要，直接决定了装置开车后的稳定性和经济效益。目前纯碱行业的轻重灰生产装置设备研发和改造的比较多，小苏打生产装置的机器相对较少，新型离心机和粉体流已经成功使用于生产运行中。