50m3發(fā)酵罐的維修及改造技術

謝業(yè)東，農(nóng) 琪

（廣西工業(yè)職業(yè)技術學院，廣西 南寧530001）

50m3發(fā)酵罐的維修及改造技術

謝業(yè)東，農(nóng) 琪

（廣西工業(yè)職業(yè)技術學院，廣西 南寧530001）

介紹50m3發(fā)酵罐主體結構維修方法，并進行夾殼聯(lián)軸器技術改造，方便機械密封的檢修，提高維修的效率。

維修；改造；發(fā)酵罐；夾殼聯(lián)軸器

發(fā)酵罐是生物、化工、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)企業(yè)的重要設備。由于制造、安裝、使用、介質腐蝕以及周圍環(huán)境等因素的影響，發(fā)酵罐使用到一定年限后，罐體的主體結構及重要零部件都需要進行不同程度的修理和維護，以保持設備良好的運行狀態(tài)。本文以50m3發(fā)酵罐的維修及改造為例進行說明。

1 發(fā)酵罐修理前的準備工作［1］

（1）切斷設備電源（拔掉電源熔斷器），并經(jīng)兩次啟動復查無誤后，在電源開關處掛上禁止啟動牌或上安全鎖卡。

（2）清空發(fā)酵罐，清洗置換后，保持通風狀態(tài)，并辦理《設備內安全作業(yè)證》和《高處安全作業(yè)證》（50m3發(fā)酵罐內作業(yè)屬高處作業(yè)），檢修人員即可進入罐內檢查與維修。

（3）設備內作業(yè)必須設作業(yè)監(jiān)護人，監(jiān)護人應由有經(jīng)驗的人員擔任，監(jiān)護人必須認真負責，堅守崗位，并與作業(yè)人員保持有效的聯(lián)絡。

（4）設備內應有足夠的照明，照明電源必須是安全電壓，燈具必須符合防潮、防爆等安全要求。

（5）在罐內維修工作面架設工作臺，可在罐內壁上用角鋼焊接水平骨架，然后在水平骨架上鋪設踏腳板，修理工作結束后及時拆除。

（6）在發(fā)酵罐上橢圓形封頭頂部的3個對稱吊環(huán)懸掛3臺1t手動葫蘆，方便吊裝。

2 發(fā)酵罐的檢查與修理

2．1 發(fā)酵罐不銹鋼襯里的檢查與修理

不銹鋼襯里穿孔滲漏及裂紋會造成發(fā)酵液染菌，嚴重影響發(fā)酵生產(chǎn)正常進行。

不銹鋼襯里常見的故障有：局部腐蝕穿孔滲漏，裂紋，鼓包及突起等變形。

（1）不銹鋼襯里穿孔滲漏及裂紋的檢查與修理

不銹鋼襯里由于焊接缺陷等原因，經(jīng)常在焊縫處發(fā)生穿孔、裂紋。罐體內壁清洗干凈后，會有比較明顯的褐色發(fā)酵液滲出，也可采用無損檢測的滲透劑做進一步檢查確定穿孔及裂紋的確切位置和范圍。

對于內壁出現(xiàn)的腐蝕、機械性穿孔、裂紋、砂眼等，可以直接補焊修復。

（2）不銹鋼襯里鼓包及突起等變形的檢查及修理

不銹鋼襯里鼓包及突起等變形故障還是比較容易發(fā)現(xiàn)的，檢修人員用安全電壓照明燈進行檢查即可。對于面積較小的鼓包，可用規(guī)格適當?shù)氖皱N敲擊復原。對于面積較大的突起變形，手錘敲擊復原困難的，可將突起變形處鋼板割去，更換新板，注意不銹鋼襯里應按原樣每隔一定距離鉆直徑3 mm的小孔，以方便不銹鋼襯里與儲罐主體鋼板點焊。焊接完成后，應對焊縫進行滲透試驗檢查。

2．2 帶輪傳動裝置的檢查與修理

（1）帶輪傳動裝置的檢查

皮帶張緊力的大小直接影響到皮帶傳動的效率和使用壽命。張緊力過小時，皮帶傳動過程中，由于缺少摩擦力，容易在帶輪上打滑，使得皮帶的磨損加快，傳動效率大大降低；張緊力過大時，皮帶受拉伸而降低使用壽命，軸件也容易產(chǎn)生彎曲變形，軸承受力過大而過早損壞。

檢查皮帶張緊力時，可在皮帶與兩帶輪切點距離的中點處，施加一個垂直于皮帶方向的載荷（可用彈簧稱），根據(jù)皮帶撓度的大小，來判斷和檢查皮帶張緊力的大小。

在皮帶傳動中，規(guī)定皮帶在測量載荷的作用下，皮帶在兩帶輪切點距離L中，每100 mm長度上，其中點產(chǎn)生1．6 mm撓度的張緊力最為適宜，撓度計算公式為Y＝（1．6／100）L。

檢查皮帶張緊力時，所加的測量載荷的大小，與V形帶的型號有關，其經(jīng)驗數(shù)值見表1［2］。

表1 V型帶傳動具有適當張緊力時所需測量載荷

（2）帶輪傳動裝置的檢查與修理

帶輪傳動裝置的修理一般是更換皮帶，更換皮帶時，應注意：

①新V帶應與原帶型號、周長相同；

②新舊不同的V帶不能混用，應更換同組所有V帶，以保證每根皮帶的張緊力相等；

③裝拆時不能硬撬皮帶，應先縮小中心距，套上帶后再增大中心距，將帶張緊到合適程度，并檢查皮帶張緊力是否符合規(guī)范。

2．3 發(fā)酵罐軸承的更換

發(fā)酵罐的軸承主要有：傳動軸的向心球軸承和向心推力圓錐滾子軸承各1個；攪拌軸的2個中間軸承和1個底軸承。

（1）傳動軸的向心球軸承和向心推力圓錐滾子軸承

更換傳動軸的軸承時，應先利用發(fā)酵罐上橢圓形封頭頂部對稱布置的3臺1t手動葫蘆，通過鋼絲繩懸掛支承在第一層渦輪攪拌槳上，以支承整個攪拌軸及其附件的重量，即可拆除傳動軸下端的夾殼聯(lián)軸器。然后按順序起吊帶傳動保護罩，拆卸皮帶、起吊從動帶輪，拆卸軸承蓋、起吊傳動軸，即可更換向心球軸承和向心推力圓錐滾子軸承。

（2）攪拌軸的中間軸承和底軸承

主要是檢查聚四氟乙烯軸瓦和鑄鐵軸套的磨損情況。磨損過大應更換備品配件。

2．4 發(fā)酵罐機械密封的檢查與修理

機械密封拆卸時，須拆卸機械密封上部的夾殼聯(lián)軸器。方法及步驟可參考2．3發(fā)酵罐軸承的檢查與修理（1）。

（1）動環(huán)和靜環(huán)摩擦面的檢查與修理

機械密封拆卸后，應檢查動環(huán)及靜環(huán)摩擦面的磨損情況，可用90°角尺測量摩擦面對中心線的垂直度偏差，檢查兩摩擦面有無劃痕、裂紋、凹陷缺陷。

如果兩者的摩擦面磨損嚴重或出現(xiàn)裂紋等缺陷時，應更換新的備品配件。如果摩擦面上出現(xiàn)較淺的劃痕，應用磨床進行磨削，然后在平板上進行研磨和拋光。研磨時，先粗磨，再精磨。摩擦面表面粗糙度Ra不大于0．2～0．4 μm， 摩擦面平面度偏差不大于1μm。研磨質量檢驗方法：使動環(huán)和靜環(huán)的摩擦面貼合在一起，兩者之間只能產(chǎn)生相對滑動，而不能用手掰開，則研磨質量合格。

（2）彈簧的檢查與更換

機械密封是借助彈簧的彈力使動環(huán)和靜環(huán)產(chǎn)生貼緊力來實現(xiàn)密封的。由于介質的腐蝕，彈簧會逐漸失去了原有的彈性，甚至斷裂，從而影響機械密封的密封性能。因此，主要檢查彈簧是否斷裂、腐蝕。對于失去彈性的彈簧，應更換規(guī)格相同的新彈簧。

2．5 發(fā)酵罐冷卻加熱管組的修理

發(fā)酵罐冷卻加熱管組的用途是在發(fā)酵過程的不同階段，用冷卻水維持一定范圍的發(fā)酵溫度，發(fā)酵結束時，用過熱水蒸汽加熱發(fā)酵液，再用冷卻水冷卻后，發(fā)酵液即可壓送到提取工段。

發(fā)酵罐冷卻管組的故障主要是冷卻加熱管組內壁積垢過厚，影響管組的冷卻或加熱的傳熱效率。

可利用化學除垢法除去管組內壁的積垢，化學溶液可用濃度為5%～10%的鹽酸溶液，為了防止溶液對設備的腐蝕作用，可在溶液中加入少量的緩蝕劑（小于1%）就可以顯著降低溶液的腐蝕性，緩蝕劑形成了選擇性腐蝕的條件，這時水垢被破壞和溶解，但不會腐蝕金屬。緩蝕劑可用有機緩蝕劑，如磺化膠、淀粉及動物膠等。

管組可用離心泵循環(huán)流動清洗，清洗過程中，定期檢查化學溶液的濃度并補充新鮮溶液，在除垢過程結束時，溶液的濃度應不低于原有濃度的1／2～1／3，再用足夠的蒸汽和水進行洗滌。

3 夾殼聯(lián)軸器的改造

3．1 原夾殼聯(lián)軸器結構

在檢修發(fā)酵罐的機械密封，特別是機械密封易損件（動環(huán)、靜環(huán)）需要更換時，除了須拆卸傳動軸上的夾殼聯(lián)軸器外，還要起吊大皮帶輪聯(lián)接的傳動軸，才能拆除并更換機械密封易損件。這樣，既費工費時，也容易損壞軸上其他零件。因此，有必要對夾殼聯(lián)軸器改造，便于機械密封維修，提高工作效率。

3．2 夾殼聯(lián)軸器的改造

為了在不拆卸傳動軸的情況下，也能進行機械密封的檢修，原夾殼聯(lián)軸器結構改造作如下考慮（見圖1）。

圖1 夾殼聯(lián)軸器改造設計

（1）假設動環(huán)和靜環(huán)的最大高度為h。聯(lián)軸器經(jīng)改造設計強度校核后，先對原夾殼聯(lián)軸器夾持的一對軸進行改造，結構型式不變，軸徑不變，對軸的夾持部分進行車削，各縮短h／2＋5 mm，預留出足夠的空間，以便取出動環(huán)及靜環(huán)。軸鍵槽先進行部分堆焊，以便加工出環(huán)槽，鍵槽待最后再重新加工。

（2）夾殼、半環(huán)及軸端的改造如圖1所示。

4 結語

（1）發(fā)酵罐不銹鋼襯里的穿孔和裂紋，應在單罐發(fā)酵液發(fā)生染菌時，引起重視。在對染菌的發(fā)酵罐清洗后，用照明燈仔細檢查襯里有無穿孔和裂紋，以防止再次造成發(fā)酵液染菌。

（2）發(fā)酵罐冷卻加熱管組應定期用化學溶液清洗管內積垢，提高管組的冷卻或加熱的傳熱效率。

（3）夾殼聯(lián)軸器的技術改造，除半環(huán)須重新加工新結構尺寸的半環(huán)外，基本是利用原夾殼聯(lián)軸器及原夾持軸的零件材料進行改造，改造成本低，檢修效率顯著提高。

［1］ 張麥．化工機械安裝修理［M］．北京：化學工業(yè)出版社，2007．

［2］ 趙振山．化工機械維修［M］．北京：化學工業(yè)出版社，1999．

Repair and Remake Technology on 50m3Fermentation Tank

XIE Ye-dong，NONG Qi
（Guangxi Industrial Vocational Technical College，Nanning 530001，China）

TS 920．5

B

1671-9905（2011）06-0064-03

謝業(yè)東（1966-），男，廣西工業(yè)職業(yè)技術學院副教授，研究方向：化工機械設計與制造，通訊地址：廣西南寧市秀靈路37號 廣西工業(yè)職業(yè)技術學院，郵編：530001，電話：13978697139，電子信箱：xyd97139＠126．com

農(nóng)琪（1969-），女，廣西工業(yè)職業(yè)技術學院高工，研究方向：化工機械設計與制造，通訊地址：廣西南寧市秀靈路37號廣西工業(yè)職業(yè)技術學院，郵編：530001， 電話：13607873980， 電子信箱：nq07873980＠126．com

2011-02-17