大型噴霧干燥塔改善噴槍霧化效果的方法初探

區(qū)家勤 王業(yè)勤

摘 要：本文針對陶瓷企業(yè)原料制粉設(shè)備——噴霧干燥塔存在的“跑濕料”問題，下力弄清問題發(fā)生的原因，并經(jīng)多方嘗試，找出了解決問題的辦法——改噴槍、調(diào)分風(fēng)、變漿管、嚴(yán)管理。

關(guān)鍵詞：長噴槍；短噴槍；跑濕料；環(huán)形供漿管；噴漿壓力；霧化效果

1 引言

生產(chǎn)設(shè)備大型化是當(dāng)今世界制造業(yè)的必然趨勢。我國作為世界制造業(yè)大國，已經(jīng)從過去的大規(guī)模技術(shù)引進，國產(chǎn)化替代，逐步發(fā)展成為世界裝備制造業(yè)技術(shù)的引領(lǐng)者。毋庸置疑，從生產(chǎn)成本下降、節(jié)約能源和經(jīng)濟效益提高等諸多方面，生產(chǎn)設(shè)備大型化的好處不勝枚舉。生產(chǎn)設(shè)備大型化帶來的許多新問題、新要求，都是我們這些生產(chǎn)決策者、管理者必須面對的，我們必須走出過去習(xí)慣思維的圈子，與時俱進，合理揚棄，才能使企業(yè)在嚴(yán)峻的市場形勢下立于不敗之地。

2 項目基本情況簡介

筆者所在公司原料車間新改建的2#塔規(guī)格為9000型噴霧干燥塔，于今年三月初建成投產(chǎn)。該噴霧干燥塔采用全新的節(jié)能環(huán)保型設(shè)計，貫穿著現(xiàn)代大型噴霧干燥塔新的設(shè)計理念和技術(shù)。經(jīng)旁通試產(chǎn)和帶布袋除塵器試產(chǎn)，很快達到了產(chǎn)能設(shè)計要求。

但是自投產(chǎn)以來，噴霧干燥塔就存在不規(guī)律地大量掉濕料球現(xiàn)象（俗稱“跑濕料”），造成人力和物料的浪費，產(chǎn)能和產(chǎn)品品質(zhì)也受到很大影響。而且，“跑濕料”現(xiàn)象似無規(guī)律可循，工況好時連續(xù)幾天不見“跑濕料”，差時"跑濕料"很頻繁。此外還有一個明顯特征，開旁通時"跑濕料"少些，開布袋除塵器后，"跑濕料"就多些。經(jīng)多次檢查和尋找原因，筆者發(fā)現(xiàn)部分噴槍霧化效果很不理想，尤其是生產(chǎn)粒度較細的粉料產(chǎn)品時，因供漿壓力偏低，該狀況尤為明顯。

3 原因分析

縝密的分析來源于細致地調(diào)查與求證，必須抓住噴槍霧化效果不好這個特征，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，層層解剖，細致摸查，才能找出關(guān)鍵原因，制定出合理的解決辦法。最終發(fā)現(xiàn)了以下幾個方面：

（1） 長噴槍與短噴槍噴漿區(qū)相互交叉沖擊，造成局部霧化效果不好。

這是摸查多次才發(fā)現(xiàn)的狀況。按照設(shè)計，該噴霧干燥塔原采用長、短槍成對相鄰相間配置，長噴槍長度為3.2米，短噴槍長度為2.2米。這也是原設(shè)計者根據(jù)大塔設(shè)計原理采取的配置。

據(jù)了解，3米以上的超長噴槍在噴霧干燥塔上使用較少，在10000型以上的大型、超大型噴霧干燥塔上才有使用。相應(yīng)地，其結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)要求都應(yīng)提高，才能適應(yīng)大塔工況環(huán)境。

因長噴槍太長，剛性較弱，受力、受熱易發(fā)生擾曲，改變噴射角度，清洗、更換也比較困難。若某支長噴槍擾曲過大，而又未能及時檢查發(fā)現(xiàn)并加以調(diào)整，噴射方向會緩慢改變從而導(dǎo)致相互交叉沖擊逐漸增多，“跑濕料”現(xiàn)象會逐步加重。

因長噴槍太長，有兩個折彎，噴漿阻力也較大，漿液較稠時易發(fā)生堵塞，也易磨損。當(dāng)噴漿壓力較低時，也會使霧化效果變差，引起跑濕料。事實上，我們也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了2#塔在生產(chǎn)中長噴槍確實比短噴槍易堵，經(jīng)常需要清理。

（2） 噴霧干燥塔頂部熱風(fēng)管彎頭入口偏心，造成分風(fēng)器熱風(fēng)分配不均。

這是發(fā)動相關(guān)人員群策群力研討得出的原因，由于2#塔是在原6000型塔場地上改建的，場地十分狹窄，安裝空間受限，安裝時有所疏忽，塔頂熱風(fēng)管彎頭接口存在明顯偏心。因熱風(fēng)管入口偏心，導(dǎo)致噴霧干燥塔內(nèi)部熱量分布不均，不同方向和部位溫度差別較大，溫度較低部位的料漿無法獲得足夠的蒸發(fā)熱量，這也可能是“跑濕料”的原因之一。

（3） 環(huán)形供漿管供漿方式和連接方法不合理，造成各噴槍噴漿壓力有差異，噴漿壓力高的噴槍霧化效果好，噴漿壓力低的噴槍霧化效果差。

這是廠際合作、相互交流得到的經(jīng)驗和心得，2#塔原配的環(huán)形供漿管為2條，每條環(huán)形供漿管均與3臺柱塞泵相連接，柱塞泵采取2用1備工作制，連接方法見圖1。

按圖1的配置，噴槍在環(huán)形供漿管的位置不同，則噴漿壓力會有差異。這是因為環(huán)形供漿管內(nèi)的泥漿壓力不均衡，隨著噴槍距上漿口的距離增加依次逐漸遞減，離上漿口位置越近，則噴漿壓力越高；離上漿口位置越遠，噴漿壓力越低。

更為極端的情況下，若只開1臺柱塞泵供漿，最遠處噴槍壓力衰減將更為嚴(yán)重，霧化效果更差，跑濕料將更加頻繁。此外，這種供漿方式不僅會造成噴槍的壓力差異，還會在環(huán)形供漿管內(nèi)形成局部沉淀死角，很容易引起環(huán)形供漿管內(nèi)漿料濃稠不均，甚至堵塞環(huán)形供漿管。

4 改進措施

根據(jù)以上分析，我們采取的改進措施如下：

（1） 采用單一長度的中長噴槍，取代原來的長、短相鄰間隔配置。

經(jīng)反復(fù)斟酌，并結(jié)合前一階段的使用經(jīng)驗，新噴槍長度確定為2.7米，帶1個向上折彎。經(jīng)幾次試裝試噴，霧化效果明顯改善，“跑濕料”現(xiàn)象得到有效控制。

（2） 在塔頂環(huán)形分風(fēng)器前端，安裝導(dǎo)流板，促進熱風(fēng)均衡分配。

采用熱電阻溫控儀在操作平臺部位多點采樣測量（鉑熱電阻探頭插入塔內(nèi)），塔內(nèi)東北側(cè)溫度偏高，平均溫度約440℃，西南側(cè)溫度偏低，平均溫度約360℃，兩者平均溫差在70～90℃之間。以前的小型噴霧干燥塔微小偏心不可能產(chǎn)生如此大的溫差。溫差方向正好與熱風(fēng)管彎頭入口方向?qū)?yīng)：塔內(nèi)東北側(cè)（高溫側(cè)）為熱風(fēng)管彎頭外側(cè)，塔內(nèi)西南側(cè)（低溫側(cè)）為熱風(fēng)管彎頭內(nèi)側(cè)。安裝導(dǎo)流板時，筆者適當(dāng)減小了外側(cè)通風(fēng)口徑，延伸擴展了內(nèi)側(cè)通風(fēng)口徑。經(jīng)幾次試裝試產(chǎn)和檢測，現(xiàn)塔內(nèi)平均溫差已降低至20～30℃之間，也對霧化效果改善起到了一定作用。

（3） 改進環(huán)形供漿管供漿方式和連接方法，使各噴槍噴漿壓力保持一致，并消除局部沉淀死角，改造方法見圖2。

改造后，2條環(huán)形供漿管內(nèi)的漿料能夠借助各上漿口來料推力，在管內(nèi)順暢地逆時針連續(xù)循環(huán)回轉(zhuǎn)，并使整條環(huán)形供漿管內(nèi)迅速達到壓力平衡，徹底消除了局部沉淀死角。在操作制度上也作出了新規(guī)定：正常生產(chǎn)時，柱塞泵嚴(yán)格執(zhí)行“2用1備”作業(yè)制度，除特殊情況外，盡管1臺柱塞泵供漿也能滿足產(chǎn)能要求，仍要堅持采用雙柱塞泵供漿，以穩(wěn)定噴漿壓力，達到最佳霧化效果，做到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗。

該項改造完成后的第一次試產(chǎn)，就取得了十分顯著的效果，經(jīng)反復(fù)檢查觀察，其霧化效果非常令人滿意，跑濕料現(xiàn)象得到了根除。

（4） 加強管理，制定規(guī)范的操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行。

2016年初以來，我司面對嚴(yán)酷的市場形勢，提出了“管理從嚴(yán)，創(chuàng)新挖潛”的工作思路，全面推行了6S管理。原料車間各重要機臺、各生產(chǎn)崗位、各產(chǎn)品要求等均制定了工藝及操作規(guī)程（如熱風(fēng)爐溫度控制、柱塞泵壓力控制、布袋除塵器控制等），從強化崗位職責(zé)入手，使上、下工序、機修、檢驗等形成了環(huán)環(huán)相扣的有機協(xié)調(diào)整體，既相互配合，又相互監(jiān)督，為確保技改效果奠定了基礎(chǔ)。

截止到6月中旬，2#塔已投產(chǎn)3個月。原設(shè)計產(chǎn)量為900 t/d，現(xiàn)在各產(chǎn)品平均產(chǎn)量約1050 t/d，粉料品質(zhì)達到全優(yōu)，完全達到了設(shè)計要求。

5 結(jié)語

當(dāng)今世界，新技術(shù)、新裝備層出不窮，企業(yè)的技術(shù)進步是永無止境的。若不能下定決心，認真鉆研，迎頭趕上，企業(yè)將會被激烈競爭的市場淘汰。在這一點上，我們僅僅是剛剛開始，未來還有很長的路等待我們探索。