純堿廠石灰窯裝置整體升級改造

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(山東?；煞萦邢薰炯儔A廠，山東 濰坊 262737)

山東?；煞萦邢薰炯儔A廠(下稱?；儔A)石灰車間老線3#石灰窯是在2007年大修的，現(xiàn)已連續(xù)運行近10年。目前石灰窯機械部分和窯襯部分因連續(xù)運行周期長，磨損、脫落嚴重，已無法保證其正常運行，而且現(xiàn)有設(shè)備同樣需要進行升級改造，因此?；儔A經(jīng)過合理調(diào)配生產(chǎn)負荷，精心安排項目進度，有序調(diào)度施工資源，在2017年對3#石灰窯裝置進行技術(shù)升級改造。

1 石灰窯裝置整體升級改造項目背景

老線3#石灰窯始建于1989年，最近大修時間為2007年，規(guī)定大修周期4年，已經(jīng)超出大修周期，目前設(shè)備老化嚴重且設(shè)備性能極度落后，存在極大的設(shè)備隱患和人身安全隱患。主要存在的問題如下：

1)窯襯部分：石灰窯殼窯襯(耐火磚等)脫落嚴重，特別是變徑部分基本掉光，窯襯第一層磚磨損嚴重，內(nèi)兩層耐火磚失去隔熱保溫效果，致使窯外殼燒傷變形溫度極高，殼體變形，致使能耗高。

2)窯頂粉塵：由于原料(石灰石、焦炭)自身的性質(zhì)，以及窯頂自身結(jié)構(gòu)的特點致使許多窯氣和粉塵外排，不僅破壞環(huán)境，而且對人身體有害。

3)卷揚機行程：?；儔A石灰卷揚機都采用機械式行程箱加限位電控開關(guān)控制，該行程箱行程主絲杠和卷揚機轉(zhuǎn)轂之間采用鏈條傳動，而且在使用一段時間后，都會導致精度差，易出問題。

4)減速機：分石器、出灰機、出灰螺錐減速機原設(shè)計為臥式行星擺線針輪減速機。受設(shè)備運行環(huán)境和減速機本身選型問題影響，故障率高。

以上問題造成石灰窯熱損失大，能耗高；窯頂密封效果差，環(huán)境污染厲害；存在安全隱患，與倡導的節(jié)能減排、環(huán)保、清潔生產(chǎn)存在沖突。

為消除上述缺陷，確保設(shè)備及人員安全，達到安全環(huán)保清潔生產(chǎn)的目標，對3#石灰窯裝置進行技術(shù)升級改造。

2 實施內(nèi)容及技術(shù)方案

2.1 窯頂除塵改造

針對粉塵外泄情況，結(jié)合純堿行業(yè)其他單位的石灰窯窯頂密封方式，我們針對自身的生產(chǎn)模式對本單位的石灰窯進行了升級改造。?；儔A老線有九臺石灰窯，為此我們新建兩套除塵系統(tǒng)用于窯頂除塵，分別由1#、2#、8#、9#石灰窯接入3#除塵系統(tǒng)(如圖1)， 3#、4#、5#、6#、7#石灰窯接入4#除塵系統(tǒng)。我們所采用的除塵系統(tǒng)是長袋離線脈沖除塵器，而此外除塵器的電控柜由PLC控制系統(tǒng)和電動機啟動原件兩部分組成，PLC控制系統(tǒng)主要針對清灰控制柜的程序控制功能，接觸器空氣開關(guān)則負責對電機的啟?？刂婆潆?。

在整個除塵項目改造中，我們首先對窯頂結(jié)構(gòu)進行了改造升級，具體如下：在保證油封槽完好和油位充足、人孔密封完好、下盅帽完好的基礎(chǔ)上，去掉卸石斗(料盅)和上盅帽，以減輕分石器減速機傳動壓力。 在去掉卸石斗和上盅帽后， 在卸石斗上口的第一層操作平臺下焊接厚度10 mm的比上口直徑大200 mm的圓板(此圓板不跟轉(zhuǎn)斗一起轉(zhuǎn)動)。在圓板上開1400×1400的方孔，然后焊接方箱，方箱根據(jù)吊石車大小確定，在方箱的上料斜橋吊石車的方向制作活動門，當?shù)跏嚨礁G頂后將活動門頂開后將混合料卸入轉(zhuǎn)斗，吊石車返回后活動門靠重力作用自動關(guān)閉(如圖2)。當出現(xiàn)第二種情況時及吊石車到達1樓罐坑底部時，此時混合料卸入窯內(nèi)的過程中往上沖的粉塵經(jīng)過方箱緩沖，大部分粉塵落回窯內(nèi)，再通過方箱的活動門密封，以減少外泄的粉塵。

圖1 窯氣除塵工藝流程圖

圖2 石灰窯窯頂升級改造現(xiàn)場圖

從窯頂分石器頂部經(jīng)風箱出來的全部含塵窯氣和從窯頂拔氣筒出來的全部含塵窯氣經(jīng)自調(diào)閥進入含塵煙道，經(jīng)煙道管線溫度分析儀檢測窯氣溫度，當溫度大于130 ℃時自調(diào)閥開啟引入空氣降溫，經(jīng)降溫后進入旋風分離器，再進入布袋除塵煙道，在布袋式除塵器內(nèi)經(jīng)下部氣流分布進入除塵器的凈化過濾室，含塵窯氣在濾袋外部過濾，清潔后的窯氣從濾袋頂部由引風機引出，并經(jīng)煙囪排入大氣，從濾袋外表面清潔下來的灰落入灰斗，并由灰倉下部輸灰設(shè)備輸送外排。

2.2 卷揚機行程改造

本廠石灰車間卷揚機一直采用機械式行程箱加限位電控開關(guān)控制。但該行程箱的使用存在諸多缺點，一是行程箱內(nèi)絲杠等部件使用一段時間后精度差，二是行程主絲杠和卷揚機轉(zhuǎn)轂之間采用鏈條傳動，易導致事故發(fā)生。因此我們對卷揚機行程控制系統(tǒng)實施了更新改造，以消除目前存在的問題。

采用XXSKLK系列智能主令控制器，此設(shè)備具有運行可靠、響應速度快、分辨率高、調(diào)整簡捷、抗干擾能力強、全數(shù)字顯示、多種報警保護功能等安全可靠的性能。 將鏈傳動改為萬向聯(lián)接器傳動，避免因傳動系統(tǒng)斷裂失去信號，繼而造成的設(shè)備事故，同時對防亂繩控制系統(tǒng)一并進行了改造。而且我們保留了現(xiàn)控制行程箱，通過調(diào)大其行程，作為卷揚機系統(tǒng)的第二道保護，更好的避免事故的發(fā)生(如圖3)。

XXSKLK系列智能主令控制儀，作為一種新型主控制儀，利用可編程序控制器(PLC)、操作員界面和絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器等高科技產(chǎn)品，采用先進的數(shù)據(jù)檢測分析和程序控制技術(shù)。該智能主令控制儀在石灰窯上料系統(tǒng)中主要應用于控制卷揚機的動作，其可以精確地控制上料小車的起停、加減速、限位等多個動作點的輸出，并具有防溜車保護功能。

圖3 卷揚機行程控制系統(tǒng)工藝流程圖

2.3 窯襯部分

窯襯部分一直是整個石灰窯煅燒的關(guān)鍵部分，石灰窯殼體由于內(nèi)部耐火磚失去隔熱保溫效果后導致防腐層燒傷嚴重，殼體嚴重變形。目前由于石灰窯嚴重欠修導致石灰窯外壁平均溫度由正常的40 ℃上升至70 ℃左右，平均溫差30 ℃，而由此導致了大量的熱量損失，因此我們對窯襯部分的耐火磚進行升級改造。

窯襯拆除部分：

拆除窯襯262.5 m3：拆除窯門和包括縮徑部分全部窯襯52.5 m3、φ7200直段窯門底部至上部大頭處20.8 m第一層窯襯約210 m3。

窯襯安裝部分：

安裝窯襯262.5 m3：安裝窯門和包括縮徑部分全部窯襯52.5 m3，耐火磚由原先的二等高鋁磚升級為一等高鋁磚；縮徑以上部分耐火磚改為一等高鋁磚；φ7200直段窯門以上至上部大頭處20.8 m第一層窯襯210 m3耐火磚由三等升級為二等高鋁磚；縮徑以下部分耐火磚選用二等高鋁磚。

2.4 減速機升級

減速機作為傳動裝置，控制著整個石灰窯的運轉(zhuǎn)。在改造前，分石器、出灰機、出灰螺錐減速機原設(shè)計為臥式行星擺線針輪減速機，而此類減速機受設(shè)備運行環(huán)境和減速機本身選型問題影響，故障率高，更換頻率高。故此，我們選擇了性能優(yōu)良的SEW減速機，進行升級改造工作。

SEW減速機是在模塊組合體系的基礎(chǔ)上設(shè)計的，有極其多的電機組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案。它的優(yōu)勢在于中小型減速機，采用重載齒輪箱，SEW可提供帶輸入軸不裝電動機的減速器,或提供安裝用的輸入端敞開的減速器。能耗低，性能優(yōu)越，減速器效率高，振動小，噪音低。帶筋的高鋼性鑄鐵箱體；斜齒輪采用鍛鋼材料，表面經(jīng)過滲碳硬化處理；經(jīng)過精密加工，確保軸平行度和定位的精度，這一切構(gòu)成了齒輪傳動的完美組合。

3 升級改造項目運行效果

通過對3#石灰窯裝置整體進行升級改造，運行穩(wěn)定，效果明顯，具體包括：

1)通過對窯頂除塵系統(tǒng)的升級改造，粉塵基本無泄漏，幾乎不會影響窯氣濃度，而且環(huán)境效益相當可觀，達到了預期效果。

2)采用XXSKLK系列智能主令控制器，不僅提高了效率，而且降低了維修費用及職工的勞動強度，同時設(shè)備自身運行可靠、響應速度快、分辨率高、調(diào)整簡捷、抗干擾能力強、全數(shù)字顯示、多種報警保護功能等安全可靠的性能。

3)窯襯部分耐火磚的升級改造，可降低窯體溫度，減少熱損失，從而降低焦炭消耗，預計單臺窯每年將節(jié)省焦炭8.8萬元。

4)分石器、出灰機、出灰螺錐減速機改造前原設(shè)計為臥式行星擺線針輪減速機，將減速機改為SEW減速機，可確保一個大修周期基本無故障，可節(jié)約維修費、降低勞動強度。

4 結(jié) 語

本次石灰窯裝置整體升級改造，不僅是對機械部分的更新，更主要的是在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，進行了針對不同問題的升級改造工作，降低勞動強度，提高工作效率，以及倡導節(jié)能降耗，為整個生產(chǎn)工藝的運行打下了堅實的基礎(chǔ)。

通過本次石灰窯裝置整體升級改造可以看出，企業(yè)的發(fā)展與設(shè)備及技術(shù)的更新密不可分，技術(shù)改造的成功不僅可以提高企業(yè)的整體素質(zhì)和技術(shù)創(chuàng)新水平，而且能不斷增強自我發(fā)展能力，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從而達到企業(yè)經(jīng)濟效益和社會綜合效益的雙贏。