两级密封溢流螺旋输送机在冶炼烟气收尘系统中的应用

苏江峰，方项林，董志鹏，陈儒稼

（国投金城冶金有限责任公司，河南灵宝 472500）

国内某有色冶炼企业（以下简称公司）收尘系统于2018年开车，其处理熔炼烟气的电收尘器和布袋收尘器均采用溢流螺旋输送机进行排灰。自投用运行四年来，该公司布袋收尘器采用的普通一级密封溢流螺旋输送机出现严重腐蚀，部分设备壳体已出现漏洞，壳体平均厚度不足5 mm，生产现场“跑、冒、滴、漏”严重。布袋收尘器产出超细粉末，由于溢流螺旋输送机的轴密封为石墨盘根一级密封，密封性能较差，14 台溢流螺旋输送机的轴密封部位及腐蚀漏洞处均存在漏灰现象，每班布袋尘产量10 余吨，漏灰散落地面，物料回收难度较大，生产现场环境受到污染，同时增加了操作人员的劳动强度。在电收尘器或布袋收尘器产灰量过大或烟尘较黏时，易使灰斗堵塞积灰，需要操作人员定期检查出灰情况。在人员频繁检查的过程中，人员与粉尘接触的几率增加，对操作人员的身体健康造成危害。为解决上述问题，公司决定对布袋收尘器的14 台一级密封溢流螺旋输送机进行改造。

公司与同行业多家企业交流沟通发现，一级密封溢流螺旋输送机均无法避免出现轴密封部位漏灰的问题，且3～7 天就需要更换密封填料，维修作业频繁。综合考虑后，公司研发了一种新型溢流螺旋输送机，该溢流螺旋输送机为两级密封，密封效果好，且能够测温报警预防布袋收尘器和电收尘器的灰斗堵塞，应用效果良好。现对该两级密封溢流螺旋输送机及应用情况进行介绍，为同类型企业在超细粉状物料泄漏问题的处理方面提供借鉴。

1 两级密封溢流螺旋输送机结构特点

1.1 螺旋本体的设计制造

两级密封溢流螺旋输送机的螺旋轴为整体制作，按《焊接件通用技术要求》进行焊接，按《切削加工件 通用技术条件》进行加工，螺旋叶片的工作面堆焊硬质合金，焊材采用EDCoCr-C-03 钴基合金焊条，堆焊宽度30 mm，厚度4 mm。堆焊金属硬度HRC ＞55 螺旋轴的制作在机械加工前需经特殊工艺完全消除应力后，再整体机械加工。

1.2 密封装置设计

螺旋轴传动部件与壳体的密封采用二级密封设计，里层密封（第一级密封）解决螺旋轴与端板配合过程中的缝隙密封，外层密封（第二级密封）是主密封。里层密封和新增积料箱的设置改善了两级密封溢流螺旋输送机的清洁度，提高了密封效果和润滑性能，不漏灰，不漏气，且磨损系数更低，性能更加可靠。

为解决螺旋轴与石棉盘根运行中的磨损和密封问题，在螺旋轴与石棉盘根接触处增加1 只特殊合金衬套，增加了螺旋输送机长期运行的耐磨性，延长了设备的维修周期，解决了螺旋轴密封处的磨损修复问题。两级密封溢流螺旋输送机见图1，一级密封溢流螺旋输送机见图2。

图1 两级密封溢流螺旋输送机

图2 一级密封溢流螺旋输送机

1.3 粉料输送结构化设计

该设备采用先进科学的粉料输送结构化设计，通过流体力学分析掌握了各种粉料在输送过程中推力的分布情况，采用模拟仿真与结构化设计使溢流螺旋输送机更具科学性、实用性和可靠性。在结构设计上，对耐磨部位材质的选择及螺旋片的设计作出了较大改进，确保物料不会从密封处被挤压出来，使密封性能始终处于最佳状态。同时设计了溢流挡板的可调节性能，可以针对不同物料以及开停机过程中对物料输送的出料调节，保证溢流螺旋输送机能够起到完全密封的作用，杜绝因溢流螺旋输送机抽空而引起系统漏风，更具合理性。可调节溢流挡板见图3，不可调节溢流挡板见图4。

图3 可调节溢流挡板

图4 不可调节溢流挡板

1.4 测温报警功能设计

由于在物料稳定输送过程中一定范围内存在热传递，在溢流螺旋输送机输灰管道两侧各设置一只PT100 贴片式温度传感器，将实时监测的溢流螺旋输送机壳体温度反馈至操作室的DCS 表盘上，可在DCS 表盘上调整设置其温度报警监测范围。在产出的电尘灰灰量发生变化、灰斗堵塞引起灰量减小或温度降低超过设定的温度区间时，DCS 显示屏上温度数据红色闪烁给出报警信号，提醒操作人员及时检查灰斗是否积灰。对于设定的温度区间可根据熔炼炉下料量变化、电收尘器进口烟气温度变化等数据，进行小幅调整。

1.5 检修孔设计

原有一级密封溢流螺旋输送机在烟尘发黏且灰量较大时，多次出现布袋收尘器灰斗堵塞，严重时一个月需清理灰斗3～4 次，而清理时需将设备上端集料口拆除，在拆除过程中会造成烟灰遗撒，而且设备内部较深很难清理彻底。考虑到上述情况，两级密封溢流螺旋输送机根据灰斗堵塞概率和清理困难程度在特殊位置添加了检修孔，清理堵塞时方便快捷，减少了人力和物力的消耗。

2 两级密封溢流螺旋输送机的应用

2.1 在电收尘器上的应用

该公司熔炼炉为富氧底吹炉，处理的原料成分复杂，产生的高温烟气经过余热锅炉降温后，进入电收尘器进行除尘。电收尘器进口温度在(350±30)℃，产出的白烟尘温度为200 ℃。电场收集的白烟尘经过振打落入灰斗，通过两级密封溢流螺旋输送机输送进入刮板机，再通过刮板机输送至仓式泵，送至包装机进行包装。灰量过大时，在灰斗出料口易产生扬尘，造成无法看清楚出灰情况，人工观察的效率和准确率低，以致多次在灰斗内形成大量积灰。另外，频繁地打开灰斗观察孔进行观察，易造成系统漏风，输送的烟尘从出料口冒出，产生扬尘，从而污染生产环境，危害操作人员的身体健康，具有一定的危险性。电场积灰后，若发现及时，堵塞的积灰可快速清理出来，否则会造成系统大量漏风，造成烟气中的氧浓度和三氧化硫含量升高，加大酸性烟气对设备的腐蚀，同时影响后续收砷工序的正常生产，增加药剂消耗成本。若积灰未能及时发现，积灰过多导致电场二次电压降低，收尘效率降低。清理积灰的时间越长，对系统造成的影响越大，严重时可导致收砷系统无法正常生产，影响生产效益。将增加测温报警功能设计的两级密封溢流螺旋输送机应用于公司的电收尘排灰系统，解决了上述问题，应用效果良好，熔炼电收尘器灰斗堵塞发生率由每月4～6 次降低至0～1 次。

2.2 在布袋收尘器上的应用

该公司对布袋收尘器排灰系统进行两级密封溢流螺旋输送机改造后，自安装使用3 个月以来，未出现溢流螺旋输送机轴端漏灰的现象，维修人员对溢流螺旋输送机保养由每3 天更换1 次盘根，减少为每月加1 次润滑油，无需更换填料。作业现场工作人员每班清扫一次降低为每天清扫一次，现场工作环境得到极大改善。

新型溢流螺旋输送机能够实时监测溢流螺旋输送机的壳体温度，操作人员通过DCS 表盘上烟尘的温度数据变化即可判断溢流螺旋输送机输送物料的情况，及时发现溢流螺旋输送机抽空、灰斗堵塞等异常情况，及时进行处理，有效降低了对生产系统造成的影响。两级密封溢流螺旋输送机的测温报警系统，在监测到溢流螺旋输送机的壳体温度降低时，立即对灰斗进行振动，使其产出的烟灰及时排出，再未出现灰斗大量积灰堵塞的情况。

3 结语

经实践证明，该公司研发的两级密封溢流螺旋输送机的密封性得到显著提高，具有的测温报警功能用直观数据反馈排灰系统运行情况代替人眼观察，准确性更高，可以及时发现排灰异常情况，避免出现灰斗堵塞，保障系统稳定运行。两级密封溢流螺旋输送机的投用提高了设备的使用寿命，改善了生产现场的环境，延长了生产系统的稳定运行时间，降低了操作人员现场操作的劳动强度，在同行业具有借鉴意义。