純堿生產(chǎn)系統(tǒng)固體物料裝置孔蓋改進(jìn)的探討

孟慶華，王 磊

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

在純堿生產(chǎn)中，各純堿廠及研發(fā)機(jī)構(gòu)基本都是將研究改進(jìn)重點(diǎn)放在關(guān)鍵設(shè)備上，一些細(xì)節(jié)上的問題往往容易忽略，但是就是這些細(xì)節(jié)上的問題，經(jīng)常會(huì)給純堿生產(chǎn)帶來意想不到的麻煩。在純堿生產(chǎn)輕重灰的過程中，一些溜管和設(shè)備本體上需要安裝一些觀察孔或者清理孔，方便日常生產(chǎn)操作中處理固體物料輸送過程中的問題，在各純堿生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)備制造企業(yè)，對于觀察孔蓋沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，所以在制作和使用過程中出現(xiàn)各種型式的孔蓋，使用中的效果也各不相同。本文主要根據(jù)我公司在純堿生產(chǎn)系統(tǒng)的各種孔蓋進(jìn)行研究，重點(diǎn)是固體物料輸送和生產(chǎn)裝置等使用的孔蓋進(jìn)行分析，并將多年來對該項(xiàng)研究改進(jìn)的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，著眼點(diǎn)很小，但是對生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定和減輕操作人員負(fù)荷有很好的效果，希望能夠?qū)Ω骷儔A生產(chǎn)企業(yè)及設(shè)備加工制造企業(yè)有所幫助。

1 純堿生產(chǎn)系統(tǒng)中孔蓋的作用及重要性

固體物料的輸送在純堿生產(chǎn)企業(yè)中還是比較多的，熱電工序、石灰工序、煅燒工序均存在各種固體物料的使用和輸送，由于在煅燒工序中，輕重灰的生產(chǎn)容易結(jié)疤，清理和觀察比較頻繁，設(shè)備和管線上使用的孔蓋較多，所以本文主要結(jié)合煅燒工序?qū)Ω黝惪咨w進(jìn)行闡述。

裝置中使用的孔蓋基本有兩個(gè)用途，觀察或清理。煅燒工序的輕灰生產(chǎn)過程中，由于它的顆粒小、易飛揚(yáng)、溫度高的物理特性，從濕重堿進(jìn)入預(yù)混器開始至成品包裝，基本都是在密封裝置中運(yùn)行；固體物料輸送設(shè)備包括預(yù)混器、氣封、進(jìn)料、出料、返堿刮板、成品刮板、爐氣系統(tǒng)等等，為了方便日常巡檢和觀察物料運(yùn)行情況，以上設(shè)備均裝有觀察孔蓋。同時(shí)在煅燒環(huán)節(jié)，濕重堿的處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的堿塵和水蒸汽，這些物質(zhì)在各個(gè)設(shè)備中都容易產(chǎn)生大量的堿疤，一些堿疤對于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，需要定期清理，所以一些設(shè)備裝有清理孔蓋，主要用于清理設(shè)備內(nèi)部的堿塊使用。

在重灰生產(chǎn)工序中，除了回轉(zhuǎn)類蒸汽煅燒爐，還有流化床，物料在流化床內(nèi)部是處于沸騰狀態(tài)，根據(jù)生產(chǎn)需要，流化床的床體上裝配有大量的觀察孔和清理孔。

2 不符合要求的孔蓋所帶來的問題

純堿裝置現(xiàn)場的孔蓋大部分都是隨著設(shè)備一起進(jìn)入生產(chǎn)工序的，也有一部分是后續(xù)生產(chǎn)中，為了操作要求后加的。大部分生產(chǎn)人員包括設(shè)備制造廠家多是關(guān)注設(shè)備本體，對于孔蓋的重要性關(guān)注度不夠，但是孔蓋雖小，要求還是比較高的，以下主要將使用不當(dāng)?shù)目咨w所帶來的后果進(jìn)行總結(jié)。

2.1 密封性不好，漏料、漏氣

輕重灰工序中，孔蓋不符合使用要求，帶來最大問題就是密封性不好，漏料、漏氣。由于輕重灰堆積性不大，流動(dòng)性強(qiáng)，如果孔蓋之間有縫隙，很容易導(dǎo)致物料的泄漏，直接造成產(chǎn)品的損耗。漏料是很容易觀察到的，漏氣是很容易被忽略的，因?yàn)檩p重灰生產(chǎn)過程，爐氣系統(tǒng)基本處于微負(fù)壓的操作狀態(tài)，生產(chǎn)波動(dòng)時(shí)如果是正壓，就很容易看出孔蓋縫隙處的泄漏情況，但是在微負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，觀察不是太明顯；由于孔蓋密封性不好，存在縫隙，在負(fù)壓作用下，大氣中的氣體會(huì)進(jìn)入爐氣，導(dǎo)致爐氣濃度和溫度的下降，對于爐氣的回收造成嚴(yán)重的影響，同時(shí)也會(huì)加劇結(jié)疤的產(chǎn)生。

2.2 開關(guān)困難

純堿生產(chǎn)的煅燒工序，一些裝置上的孔蓋需要經(jīng)常開關(guān)，特別在輕灰爐進(jìn)料殼體上的孔蓋，單個(gè)重量達(dá)幾十公斤，用人力去裝卸和開關(guān)是非常危險(xiǎn)，需要增加輔助鉸鏈。還有一些孔蓋在結(jié)構(gòu)上缺陷，孔蓋處容易結(jié)堿疤，這些堿疤同樣也會(huì)造成孔蓋的開關(guān)困難，進(jìn)而導(dǎo)致密封較差，所以孔蓋的結(jié)構(gòu)根據(jù)現(xiàn)場使用要求是不一樣的。

2.3 故障率高

一些隨機(jī)安裝的孔蓋在設(shè)計(jì)制造過程中，由于結(jié)構(gòu)和用料的問題，在實(shí)際操作過程中，強(qiáng)度不夠，很容易損壞，后期更換比較困難，也會(huì)影響到生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 孔蓋的不斷升級(jí)改進(jìn)

由于設(shè)備制造廠家的不同，煅燒工序現(xiàn)場所使用的孔蓋各不相同，質(zhì)量也參差不齊，下文主要以孔蓋的結(jié)構(gòu)、如何實(shí)施改進(jìn)等方面進(jìn)行分析總結(jié)。

3.1 普通型孔蓋

很多設(shè)備上使用短節(jié)、法蘭、盲板進(jìn)行焊接，制作成孔蓋，更甚之，直接用一個(gè)短節(jié)和一塊鋼板做成孔蓋。后者制造的孔蓋密封性根本無法保證，基本不適合輕重灰裝置的使用。用短節(jié)、法蘭、盲板焊接制作的孔蓋，這種結(jié)構(gòu)在液體輸送中或者不經(jīng)常打開的設(shè)備上使用較多，但是在經(jīng)常開關(guān)的孔蓋上不適合使用，螺栓的拆裝非常浪費(fèi)時(shí)間，每次還要加密封墊片，也是存在缺陷的。

短節(jié)法蘭焊接的孔蓋，如果使用在清理過程中，為了保證螺栓拆裝方便，要存在一定長度的短節(jié)，也正是因?yàn)槎坦?jié)的存在，對清理設(shè)備內(nèi)部的堿疤也會(huì)造成一定的影響。

3.2 凹凸型孔蓋

為了方便孔蓋的快速開關(guān)，減少拆卸緊固螺栓的時(shí)間，同時(shí)為了兼顧孔蓋的密封性，在后期的改進(jìn)中，一種凹凸型結(jié)構(gòu)的孔蓋逐步替代了法蘭、盲板式的孔蓋?？缀蜕w上分別加工出凹槽和凸臺(tái)，形成子母扣的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，關(guān)閉后，可以起到很好的密封作用，而且還不用加密封墊片?？咨w兩側(cè)安裝有緊固聯(lián)接裝置，可以方便孔蓋的快速開關(guān)和壓實(shí)。

通過現(xiàn)場實(shí)際使用觀察，這種孔蓋比法蘭盲板制作的孔蓋確實(shí)有了很大的進(jìn)步，而且密封也能滿足要求，但是還是存在一些缺點(diǎn)：①凹槽內(nèi)很容易結(jié)堿疤，有的凹槽還比較深，如果不清理掉堿疤，孔蓋的密閉性不容易得到保障。②一些用于清理的孔蓋處，由于要使用撬棍或鋼管等鐵器處理堿疤，如果碰到凹槽或凸臺(tái)，很容易導(dǎo)致變形，變形后，孔蓋的關(guān)閉就受到了影響。

圖1 凹凸孔蓋結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 孔蓋的輔助鉸鏈

上文提到的體積較大孔蓋，例如輕灰爐進(jìn)料殼體側(cè)壁使用的孔蓋，由于進(jìn)料殼體成桶狀，所以這個(gè)孔蓋要特殊制作，蓋子的內(nèi)側(cè)與進(jìn)料殼體的圓弧度相同，外部用鋼板焊接制作，空腔結(jié)構(gòu)，正方形，單邊尺寸為800 mm左右，深度最大尺寸為300 mm左右，單個(gè)蓋子的重量達(dá)到幾十公斤。進(jìn)料殼體內(nèi)部清理堿疤、進(jìn)料翅片檢修以及煅燒爐內(nèi)部修理等等，均需要從這個(gè)孔蓋進(jìn)入，所以它的開關(guān)頻率還是比較高的。如此大型的孔蓋，如果使用單邊螺桿聯(lián)接方式，由于深度較大，開關(guān)時(shí)非常困難；如果人工手抬安裝，蓋子一旦脫離，很容易將腳砸傷，危險(xiǎn)性非常大。我公司根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際使用情況，采用四連桿原理，制作孔蓋的輔助鉸鏈，使用輕便，一人即可完成開關(guān)，安全高效。主要結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 輔助鉸鏈結(jié)構(gòu)示意圖

3.4 一種性能優(yōu)異的孔蓋結(jié)構(gòu)(專利產(chǎn)品)

根據(jù)多年生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)，在輕重灰生產(chǎn)過程中，一種密封性好、開關(guān)簡便、安全可靠的孔蓋是非常必要的。在與相關(guān)設(shè)備制造廠家綜合研究和重復(fù)試驗(yàn)后，制作出一種性能優(yōu)異的孔蓋(已申請專利)，這種孔蓋不僅在輕重灰生產(chǎn)過程中使用，同樣在煤炭、石塊等固體物料，甚至液體輸送過程，都可以使用。主要結(jié)構(gòu)見圖3。

1.壓桿 2.鉸鏈 3.短節(jié) 4.鎖緊裝置 5.蓋 6.硅膠密封圈圖3 改進(jìn)后的孔蓋結(jié)構(gòu)示意圖

改進(jìn)后的孔蓋主要由壓桿、鉸鏈、短節(jié)、鎖緊裝置、蓋子、硅膠密封圈等幾部分組成，其中壓桿和鉸鏈與蓋子聯(lián)接在一起，耐高溫硅膠密封圈為成型產(chǎn)品，套裝在短節(jié)上，整體材質(zhì)建議使用不銹鋼，耐腐蝕。

性能描述：

該孔蓋使用前，需進(jìn)行金屬加工和焊接制作，相關(guān)聯(lián)部件如圖3所示。使用時(shí)，先將短節(jié)焊接在設(shè)備本體上，然后組合使用即可?？傮w來說，雖然制作過程比其他的孔蓋復(fù)雜，但是安裝使用后，輕便簡單，密封性好，使用壽命長，可以滿足各種尺寸和不同環(huán)境的使用。

該孔蓋最關(guān)鍵點(diǎn)，部件4鎖緊裝置和部件1壓桿的配合，部件4的鎖緊裝置上有一個(gè)橫桿，橫桿是卡在部件1壓桿下側(cè)的凹槽內(nèi)，搬動(dòng)壓桿，可以平放在蓋子的上部，由于鎖緊裝置的橫桿和凹槽配合時(shí)，隨著壓桿的移動(dòng)和凹槽開口方位的變化，部件1和部件4便緊密的配合在一起，而且不容易脫落。壓桿采用杠桿原理，操作人員一手即可輕松搬動(dòng)，開關(guān)非常靈活。

另外，短節(jié)與蓋子配合處，安裝了耐高溫硅膠條，硅膠條呈“n”形結(jié)構(gòu)，卡在短節(jié)上，硅膠條是通用產(chǎn)品，價(jià)格低廉，很容易采購到。蓋子與硅膠條在上述壓緊結(jié)構(gòu)的配合下，密封性非常好；同時(shí)蓋子為平板結(jié)構(gòu)，對于短節(jié)口的要求不高，所以使用非常方便，短節(jié)可以為圓形或方形等其它形狀。在使用一兩年后，當(dāng)硅膠條老化時(shí)，更換硅膠條即可，其余部件不用處理。