兩級密封溢流螺旋輸送機在冶煉煙氣收塵系統(tǒng)中的應用

蘇江峰，方項林，董志鵬，陳儒稼

（國投金城冶金有限責任公司，河南靈寶 472500）

國內(nèi)某有色冶煉企業(yè)（以下簡稱公司）收塵系統(tǒng)于2018年開車，其處理熔煉煙氣的電收塵器和布袋收塵器均采用溢流螺旋輸送機進行排灰。自投用運行四年來，該公司布袋收塵器采用的普通一級密封溢流螺旋輸送機出現(xiàn)嚴重腐蝕，部分設備殼體已出現(xiàn)漏洞，殼體平均厚度不足5 mm，生產(chǎn)現(xiàn)場“跑、冒、滴、漏”嚴重。布袋收塵器產(chǎn)出超細粉末，由于溢流螺旋輸送機的軸密封為石墨盤根一級密封，密封性能較差，14 臺溢流螺旋輸送機的軸密封部位及腐蝕漏洞處均存在漏灰現(xiàn)象，每班布袋塵產(chǎn)量10 余噸，漏灰散落地面，物料回收難度較大，生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境受到污染，同時增加了操作人員的勞動強度。在電收塵器或布袋收塵器產(chǎn)灰量過大或煙塵較黏時，易使灰斗堵塞積灰，需要操作人員定期檢查出灰情況。在人員頻繁檢查的過程中，人員與粉塵接觸的幾率增加，對操作人員的身體健康造成危害。為解決上述問題，公司決定對布袋收塵器的14 臺一級密封溢流螺旋輸送機進行改造。

公司與同行業(yè)多家企業(yè)交流溝通發(fā)現(xiàn)，一級密封溢流螺旋輸送機均無法避免出現(xiàn)軸密封部位漏灰的問題，且3～7 天就需要更換密封填料，維修作業(yè)頻繁。綜合考慮后，公司研發(fā)了一種新型溢流螺旋輸送機，該溢流螺旋輸送機為兩級密封，密封效果好，且能夠測溫報警預防布袋收塵器和電收塵器的灰斗堵塞，應用效果良好。現(xiàn)對該兩級密封溢流螺旋輸送機及應用情況進行介紹，為同類型企業(yè)在超細粉狀物料泄漏問題的處理方面提供借鑒。

1 兩級密封溢流螺旋輸送機結(jié)構(gòu)特點

1.1 螺旋本體的設計制造

兩級密封溢流螺旋輸送機的螺旋軸為整體制作，按《焊接件通用技術要求》進行焊接，按《切削加工件 通用技術條件》進行加工，螺旋葉片的工作面堆焊硬質(zhì)合金，焊材采用EDCoCr-C-03 鈷基合金焊條，堆焊寬度30 mm，厚度4 mm。堆焊金屬硬度HRC ＞55 螺旋軸的制作在機械加工前需經(jīng)特殊工藝完全消除應力后，再整體機械加工。

1.2 密封裝置設計

螺旋軸傳動部件與殼體的密封采用二級密封設計，里層密封（第一級密封）解決螺旋軸與端板配合過程中的縫隙密封，外層密封（第二級密封）是主密封。里層密封和新增積料箱的設置改善了兩級密封溢流螺旋輸送機的清潔度，提高了密封效果和潤滑性能，不漏灰，不漏氣，且磨損系數(shù)更低，性能更加可靠。

為解決螺旋軸與石棉盤根運行中的磨損和密封問題，在螺旋軸與石棉盤根接觸處增加1 只特殊合金襯套，增加了螺旋輸送機長期運行的耐磨性，延長了設備的維修周期，解決了螺旋軸密封處的磨損修復問題。兩級密封溢流螺旋輸送機見圖1，一級密封溢流螺旋輸送機見圖2。

圖1 兩級密封溢流螺旋輸送機

圖2 一級密封溢流螺旋輸送機

1.3 粉料輸送結(jié)構(gòu)化設計

該設備采用先進科學的粉料輸送結(jié)構(gòu)化設計，通過流體力學分析掌握了各種粉料在輸送過程中推力的分布情況，采用模擬仿真與結(jié)構(gòu)化設計使溢流螺旋輸送機更具科學性、實用性和可靠性。在結(jié)構(gòu)設計上，對耐磨部位材質(zhì)的選擇及螺旋片的設計作出了較大改進，確保物料不會從密封處被擠壓出來，使密封性能始終處于最佳狀態(tài)。同時設計了溢流擋板的可調(diào)節(jié)性能，可以針對不同物料以及開停機過程中對物料輸送的出料調(diào)節(jié)，保證溢流螺旋輸送機能夠起到完全密封的作用，杜絕因溢流螺旋輸送機抽空而引起系統(tǒng)漏風，更具合理性?？烧{(diào)節(jié)溢流擋板見圖3，不可調(diào)節(jié)溢流擋板見圖4。

圖3 可調(diào)節(jié)溢流擋板

圖4 不可調(diào)節(jié)溢流擋板

1.4 測溫報警功能設計

由于在物料穩(wěn)定輸送過程中一定范圍內(nèi)存在熱傳遞，在溢流螺旋輸送機輸灰管道兩側(cè)各設置一只PT100 貼片式溫度傳感器，將實時監(jiān)測的溢流螺旋輸送機殼體溫度反饋至操作室的DCS 表盤上，可在DCS 表盤上調(diào)整設置其溫度報警監(jiān)測范圍。在產(chǎn)出的電塵灰灰量發(fā)生變化、灰斗堵塞引起灰量減小或溫度降低超過設定的溫度區(qū)間時，DCS 顯示屏上溫度數(shù)據(jù)紅色閃爍給出報警信號，提醒操作人員及時檢查灰斗是否積灰。對于設定的溫度區(qū)間可根據(jù)熔煉爐下料量變化、電收塵器進口煙氣溫度變化等數(shù)據(jù)，進行小幅調(diào)整。

1.5 檢修孔設計

原有一級密封溢流螺旋輸送機在煙塵發(fā)黏且灰量較大時，多次出現(xiàn)布袋收塵器灰斗堵塞，嚴重時一個月需清理灰斗3～4 次，而清理時需將設備上端集料口拆除，在拆除過程中會造成煙灰遺撒，而且設備內(nèi)部較深很難清理徹底?？紤]到上述情況，兩級密封溢流螺旋輸送機根據(jù)灰斗堵塞概率和清理困難程度在特殊位置添加了檢修孔，清理堵塞時方便快捷，減少了人力和物力的消耗。

2 兩級密封溢流螺旋輸送機的應用

2.1 在電收塵器上的應用

該公司熔煉爐為富氧底吹爐，處理的原料成分復雜，產(chǎn)生的高溫煙氣經(jīng)過余熱鍋爐降溫后，進入電收塵器進行除塵。電收塵器進口溫度在(350±30)℃，產(chǎn)出的白煙塵溫度為200 ℃。電場收集的白煙塵經(jīng)過振打落入灰斗，通過兩級密封溢流螺旋輸送機輸送進入刮板機，再通過刮板機輸送至倉式泵，送至包裝機進行包裝?；伊窟^大時，在灰斗出料口易產(chǎn)生揚塵，造成無法看清楚出灰情況，人工觀察的效率和準確率低，以致多次在灰斗內(nèi)形成大量積灰。另外，頻繁地打開灰斗觀察孔進行觀察，易造成系統(tǒng)漏風，輸送的煙塵從出料口冒出，產(chǎn)生揚塵，從而污染生產(chǎn)環(huán)境，危害操作人員的身體健康，具有一定的危險性。電場積灰后，若發(fā)現(xiàn)及時，堵塞的積灰可快速清理出來，否則會造成系統(tǒng)大量漏風，造成煙氣中的氧濃度和三氧化硫含量升高，加大酸性煙氣對設備的腐蝕，同時影響后續(xù)收砷工序的正常生產(chǎn)，增加藥劑消耗成本。若積灰未能及時發(fā)現(xiàn)，積灰過多導致電場二次電壓降低，收塵效率降低。清理積灰的時間越長，對系統(tǒng)造成的影響越大，嚴重時可導致收砷系統(tǒng)無法正常生產(chǎn)，影響生產(chǎn)效益。將增加測溫報警功能設計的兩級密封溢流螺旋輸送機應用于公司的電收塵排灰系統(tǒng)，解決了上述問題，應用效果良好，熔煉電收塵器灰斗堵塞發(fā)生率由每月4～6 次降低至0～1 次。

2.2 在布袋收塵器上的應用

該公司對布袋收塵器排灰系統(tǒng)進行兩級密封溢流螺旋輸送機改造后，自安裝使用3 個月以來，未出現(xiàn)溢流螺旋輸送機軸端漏灰的現(xiàn)象，維修人員對溢流螺旋輸送機保養(yǎng)由每3 天更換1 次盤根，減少為每月加1 次潤滑油，無需更換填料。作業(yè)現(xiàn)場工作人員每班清掃一次降低為每天清掃一次，現(xiàn)場工作環(huán)境得到極大改善。

新型溢流螺旋輸送機能夠?qū)崟r監(jiān)測溢流螺旋輸送機的殼體溫度，操作人員通過DCS 表盤上煙塵的溫度數(shù)據(jù)變化即可判斷溢流螺旋輸送機輸送物料的情況，及時發(fā)現(xiàn)溢流螺旋輸送機抽空、灰斗堵塞等異常情況，及時進行處理，有效降低了對生產(chǎn)系統(tǒng)造成的影響。兩級密封溢流螺旋輸送機的測溫報警系統(tǒng)，在監(jiān)測到溢流螺旋輸送機的殼體溫度降低時，立即對灰斗進行振動，使其產(chǎn)出的煙灰及時排出，再未出現(xiàn)灰斗大量積灰堵塞的情況。

3 結(jié)語

經(jīng)實踐證明，該公司研發(fā)的兩級密封溢流螺旋輸送機的密封性得到顯著提高，具有的測溫報警功能用直觀數(shù)據(jù)反饋排灰系統(tǒng)運行情況代替人眼觀察，準確性更高，可以及時發(fā)現(xiàn)排灰異常情況，避免出現(xiàn)灰斗堵塞，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。兩級密封溢流螺旋輸送機的投用提高了設備的使用壽命，改善了生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境，延長了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行時間，降低了操作人員現(xiàn)場操作的勞動強度，在同行業(yè)具有借鑒意義。