破碎电解质仓底风动溜槽堵料分析及改造

农锐宇

（广西德保百矿铝业有限公司，广西 德保 533700）

某公司电解铝生产线配有4套破碎电解质加料系统，电解质仓底采用风动溜槽进行物料输送。自投产以来，该风动溜槽输送系统堵料事故频发，成为了制约该系统质量、安全和环保管理提升的一大瓶颈。为解决难题，该公司决定对该系统进行技术改造，采用增设仓底气动控制阀门，用螺旋输送机代替原来的风动溜槽进行物料输送的方式。

1 存在问题及原因分析

风动溜槽因结构简单、操作方便、输送能力大、可以实现远距离和水平输送等优点，被广泛应用于冶金、化工等行业。按照原设计方案要求，该公司的破碎电解质仓底也采用风动溜槽，将物料输送至天车加料仓，以满足电解车间的生产需要。

原破碎电解质仓底卸料装置主要包含以下设备：XZ315×6000风动斜槽一台，输送能力60t/h，400×400手动闸板阀一个，2台9-19型离心风机，风压4690pa，风量1174m³/h，配套电机功率4kw，风动溜槽出口装有DN300气动控制阀1套。其简要工艺布置图如下：

图1 改造前风动溜槽输送系统工艺布置图

自投产以来，该系统的风动溜槽几乎每天都发生堵料，每次清堵所需时间大约1个小时，耗费了大量的人工，影响了正常加料作业，增加了工人的劳动强度。清堵过程中产生的大量漏料到处飞扬，致使工作平台及附近工作面粉尘堆积，对操作人员的身体健康和机械设备维护工作造成了不利影响。为了使物料下料顺畅，技术人员采用在风动溜槽尾部、侧面增设压缩空气管道，使用压缩空气助吹等方法，尝试提高物料的流动性，但收效甚微。

经综合分析，造成风动溜槽输送系统堵料的原因主要有以下几点：

（1）破碎电解质颗粒较大，流动性差。风动溜槽对输送物料的颗粒度有一定的要求，一般干燥的、粒度小于6mm的颗粒物，适合采用风动溜槽输送，而破碎电解质的颗粒度较大，超出了风动溜槽输送物料粒度理想范围的要求，其流动性肯定大打折扣；

（2）破碎电解质的水分较大，易粘结。风动溜槽对输送介质的水分要求较高，当输送介质表面水分含量低于0.8%时，输送效果最为理想，而破碎电解质水分较大，且风动溜槽出口位于电解车间内部，环境温度较高，极易造成物料返潮，致使物料逐渐在风动溜槽内壁粘结，造成堵塞；

（3）风动溜槽透气层破损。当溜槽堵料时，需利用压缩空气强吹溜槽、人工锤击振打机壳、铁铲扒料等方式疏通物料，清堵过程极易造成溜槽透气层破损，从而导致气量不足，物料流动性下降，而造成堵塞。

综上所述，风动溜槽不适用于输送破碎电解质，只有重新选用合适的输送设备，并对原系统进行改造，才能从根本上解决堵料的难题。

2 改造方案

根据现场布置条件和输送物料的特性，选择一种操作简单、维护方便、经济实用、节能环保、可实现破碎电解质连续输送的设备代替风动溜槽是非常重要的。螺旋输送机是一种利用电机带动螺旋回转推移物料以实现输送目的机械。它能实现物料水平、倾斜或垂直输送，具有结构简单、横截面积小、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输等优点，可以输送较大颗粒的物料，不易产生粘结、堵料现象。经分析比较，决定采用螺旋输送机代替原风动溜槽，改造方案如下：

（1）将原风动溜槽改为两台螺旋输送机，分段输送物料。破碎电解质仓底阀门出口到溜槽阀门出口的高差4m，溜槽安装斜度较大，为减少物料的冲击力，实现平稳输送，决定采用两台螺运机分段输送物料，以减少物料的落差。为了降低设备的维护和维修成本，螺运机采用螺旋中部无倒挂轴承型式，主轴采用40Cr材质并调质处理，螺旋叶片选用16Mn制作，叶片表面做耐磨处理，以增强设备的抗磨性能；

（2）根据实际需要，在原来的工作平台上增加制作两个检修平台，以便开展设备巡检、维护和维修工作；

（3）对仓底下料管阀门进行改造。原仓底下料管出口阀门为手动插板阀，为提高工作效率，决定将原阀门拆除，并在出口位置增加两台气动对夹式插板阀，以实现快速切换的目的；

（4）对原有的电气控制系统进行改造。更新优化全套PLC控制程序和触屏程序，使之满足螺旋输送机系统自动控制的要求；

（5）重新优化设备操作程序。平时，将破碎电解质仓底气动阀门打到常闭状态，当需要给多功能天车加料小仓加料时，才将该阀门打开，当天车加料小仓加满料后，立即关闭破碎电解质仓底气动阀门，再将螺运机内部物料排空，最后才把螺运机停下来，避免螺运机因内部积料返潮而引发堵料事故。

图2 改造后螺旋输送系统工艺布置图

3 效果

本次技改完成后，设备运行效果良好，主要表现在以下几点：

（1）设备运行平稳，物料输送顺畅。本次改造采用两级螺旋输送机代替风动溜槽输送物料，增设了气动阀门，优化了操作程序，成功解决了原输送系统因物料落差大，冲击力强，导致风动溜槽频繁堵料的问题，实现了物料连续、稳定、均匀输送。

（2）设备维护和维修成本大大降低。技改完成后，设备投入运行至今已经有1年多，该系统从未发生一起设备事故或者堵料事故，螺运机螺叶耐磨性能良好，磨损量少，投运以来仅需进行简单的润滑维护，即可获得满意的效果，设备的运行成本大大降低。

（3）节能降耗作用明显。使用螺运机输送之后，停用了原风动溜槽配套的2台离心风机，每年可节约电费4000元；另外，该螺旋输送系统取消了原风动溜槽的压缩空气助吹装置，减少了压缩空气的用量，实现了节能的目的。

（4）降低了工人的劳动强度。设备改造完成之后，运行平稳，下料顺畅，工人无需像以前一样经常清堵或清理漏料，劳动强度大大降低。

4 结语

本次改造投入约5万元，改造周期短，收效快，是一项低投入、高回报的技改项目。本次技改的成功实施，解决了原破碎电解质输送溜槽频繁堵料的难题，改善了工作环境，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，达到了预期的效果。