大型預焙電解槽下料、打殼氣缸消音系統改進

摘 要：大型預焙電解槽打殼氣缸排氣消音系統在實際使用中，消音器經常損壞，影響電解設備正常運行，廢氣排出無法回收利用，現場消音效果差，污染了環境、浪費了資源。本文對現有系統進行了改進，并利用排出廢氣，解決了氧化鋁板結和煙道絕緣管因積灰造成絕緣失效的問題。

關鍵詞：消音系統；廢氣；打殼氣缸；噪音污染

前言

目前大型預焙電解槽的下料方式都采用中心下料的方式，其打殼裝置大多采用QGW-1A 125*550（160*650）型氣缸，氣缸換向后的廢氣經過消音器直接排放到大氣當中。這種廢氣排放的設計在使用過程中存在很多問題：

第一：消音器容易損壞和堵塞并且氣缸工作時油污很大，消音器堵塞后無法清洗修復，增加了設備的維修量和維修成本，嚴重時影響氣缸的運行速度，造成打殼無力、錘頭燒損等問題，對電解生產影響較大。

第二：消音器效果不佳，在電解生產現場產生較大的噪音污染及噪音傷害，對生產車間作業人員的身體健康有著嚴重影響。

第三：打殼氣缸動作時，會對在槽上進行維護檢修的人員造成噪音及氣流沖擊的人身傷害。

第四：排出的廢氣無法利用，造成了氣源的浪費和環境污染。

本文提出一種新型的電解槽氣動元件排氣消音系統，以求解決上述問題。

1 電解槽打殼系統元件的組成和工作原理

1.1 電解槽打殼系統元件的組成

電解槽打殼系統主要由打殼氣缸、氣控柜、電磁換向閥、缸頭換向閥、截止閥和排氣消音器等元件組成。

1.2 打殼系統的工作原理

電解槽需要打殼下料時，由操控機發出命令，控制氣孔柜內一個兩位三通的電磁換向閥進行換向，換向后壓縮空氣經過電磁換向閥被送到氣控換向閥的控制氣口，控制打殼氣缸進行換向，從而實現氣缸的氣路切換。氣缸動作時，氣缸有桿腔內廢氣通過排氣消音器直接排放到大氣中，氣動原理圖見圖1。

2 改造方案

通過對現場情況的分析，我們制定了將電解槽上6臺氣缸排出的廢氣通過一條管路集中收集，然后排放到煙道當中的改造方案，即：廢氣集中煙道排出式。

3 設計思路

3.1 將氣缸換向時排出的廢氣分為兩部分排出：

一部分送至氧化鋁料箱，使氧化鋁沸騰，避免氧化鋁產生板結而影響電解槽下料；另一部分送至凈化煙道排出。

經過試驗證明：由于我們在設計中將氣缸排出的廢氣分為兩部分，分別引入了密封良好的料箱和有強大負壓的支煙管中，所以氣流從管路中噴出時產生的嘯音受到了密封的料箱和煙道負壓的抑制，消音效果良好。下面，對設計的各部分進行詳細說明，見圖2。

3.2 加裝氧化鋁料箱助吹防板結裝置。將打殼氣缸向下運動時有桿腔排出的廢氣引入料箱，為了防止風管長時間工作，將料箱外殼吹漏和排氣量太大對煙道引風量的影響，在管路中加裝一個三通回路，直通的一路上接一可調截止閥，用于調整料箱助吹時的進氣量；在料箱進口加裝一單向閥，防止煙道負壓將料箱內氣體混同氧化鋁抽出料箱。當氣缸向下動作時，廢氣經缸頭換向閥，一部分廢氣進入料箱進行氧化鋁沸騰助吹，另一部分進入煙道排出，氣動原理圖見圖3。

4 針對改進后消音排氣系統可能存在的問題分析

（1）氣缸排出的廢氣中潤滑油對煙道的影響；（2）氣缸排出的廢氣是否會將煙道吹漏；（3）氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響；（4）廢氣對煙道絕緣和大布袋的影響；（4）氣缸集中排氣對氣缸動作速度的影響。

5 針對存在問題的解決辦法

5.1 氣缸排出的廢氣中潤滑油對煙道的影響

電解槽氣路潤滑系統所用三聯件性能可靠、注油量精確，單臺每次加油量為0.6升，全年350KA電解系列共用潤滑油360升，則每臺電解槽全年共用潤滑油1.25升。按照潤滑油從廢氣中的排出率20%計算，那么如果350KA電解槽全部改造完畢，則每天所有電解槽排放到煙道中的潤滑油量只有：0.2升，單臺電解槽排油量只有：0.2升/288臺=6.94*10-4升。由此可見：氣缸中排出的廢氣中含有的潤滑油對煙道的影響基本上可以忽略不計。

5.2 氣缸排出的廢氣是否會將煙道吹漏

由于將打殼氣缸排出的廢氣分為了兩部分進行利用，所以進入煙道的壓縮空氣流量和壓力大大減小，經過近半年的試驗，兩臺試驗槽煙道無一例破損現象。

為了進一步確保壓縮空氣不將煙道吹破，我們對此方案中管路進入煙道的角度進行了修改，將管路的傾角盡量垂直于煙氣抽出方向，這樣壓縮空氣就無法對煙道造成破壞。詳見圖5。

5.3氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響

為了得到氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響，我們測量了改造前和改造后的引風量，做出了比較圖表，見圖6，并計算出了單臺氣缸理論上排風量。

單臺氣缸理論排氣量=氣缸腔體體積*氣缸臺數*每小時氣缸動作次數*壓縮空氣壓縮比=34.95m3/h由理論和實際值計算得出：引風量的增加值約為：0.3%。

5.4 氣缸排出的廢氣對煙道絕緣和大布袋的影響

由于我們將廢氣集中排氣管的安裝位置選擇在煙道（支煙管）的兩道絕緣下部，所以氣缸排出的廢氣對煙道絕緣沒有影響

由于大布袋除塵器的過濾布袋上掛著一層厚厚的氧化鋁積料對大布袋起到了很好的防護作用，所以氣缸排出的廢氣中的油污對大布袋造成不了損壞。

5.5 氣缸集中排氣對氣缸動作速度的影響

由于將各氣缸排氣管路進行了集成，所以勢必會造成氣缸的排氣阻力增加，影響氣缸的打殼速度。為了解決這個問題，我們采取了以下措施：

措施一：加大排氣管的主管路規格尺寸（由內徑25毫米改為內徑40毫米的鍍鋅鋼管）

措施二：各氣缸的排氣管路采用45度傾斜排氣腳，以減小壓縮空氣在管路內的沿程阻力。

措施三：在總管路進入煙道的連接部位，采用小角度接入，用以減小管路阻力。

6 改進后的效果

新型排氣消音系統經過在電解三、四車間電解槽上半年多的實際應用，效果明顯，具體表現在以下方面：

6.1 新型排氣消音系統取消了原先安裝在兩位三通（缸頭換向閥）上的排氣消音器，維修人員無需維護消音器，節省了大量的人力資源，同時再不會出現因為排氣消音器堵塞而造成的打殼無力、錘頭燒損的情況，節約了大量的備件費用；

6.2 新系統經過公司環境檢測站實地檢測，單臺電解槽噪音只有Leq52左右，大大低于國家Leq85的標準，現在電解廠房基本聽不到氣缸排氣聲音，不但降低了電解廠房內的噪音污染，而且保證了電解槽上檢修人員的安全；

6.3 新型排氣消音系統，不僅使氣缸排出的廢氣被充分利用，重要的是有效防止了氧化鋁在料箱內的板結。經統計，在沒有加裝助吹防板結裝置之前，平均單個氧化鋁料箱每月的氧化鋁板結次數為1到2次，施行改進后的8個月來，再沒有出現氧化鋁板結的現象。以此同時，新型排氣消音系統解決了煙道絕緣處因灰塵而失效，造成直流電接地的重大安全隱患。

參考文獻

[1]機械工程手冊編輯委員會.機械工程手冊-通用設備卷[M].北京：機械工業出版社，1997.

[2]MC（中國）有限公司.現代實用氣動技術[M].北京：機械工業出版社，1998.

作者簡介：趙荊（1980，6-），男，滿族，本科，寧夏銀川市人，工作單位：青銅峽鋁業股份有限公司，主要研究設備維護檢修管理。endprint

摘 要：大型預焙電解槽打殼氣缸排氣消音系統在實際使用中，消音器經常損壞，影響電解設備正常運行，廢氣排出無法回收利用，現場消音效果差，污染了環境、浪費了資源。本文對現有系統進行了改進，并利用排出廢氣，解決了氧化鋁板結和煙道絕緣管因積灰造成絕緣失效的問題。

關鍵詞：消音系統；廢氣；打殼氣缸；噪音污染

前言

目前大型預焙電解槽的下料方式都采用中心下料的方式，其打殼裝置大多采用QGW-1A 125*550（160*650）型氣缸，氣缸換向后的廢氣經過消音器直接排放到大氣當中。這種廢氣排放的設計在使用過程中存在很多問題：

第一：消音器容易損壞和堵塞并且氣缸工作時油污很大，消音器堵塞后無法清洗修復，增加了設備的維修量和維修成本，嚴重時影響氣缸的運行速度，造成打殼無力、錘頭燒損等問題，對電解生產影響較大。

第二：消音器效果不佳，在電解生產現場產生較大的噪音污染及噪音傷害，對生產車間作業人員的身體健康有著嚴重影響。

第三：打殼氣缸動作時，會對在槽上進行維護檢修的人員造成噪音及氣流沖擊的人身傷害。

第四：排出的廢氣無法利用，造成了氣源的浪費和環境污染。

本文提出一種新型的電解槽氣動元件排氣消音系統，以求解決上述問題。

1 電解槽打殼系統元件的組成和工作原理

1.1 電解槽打殼系統元件的組成

電解槽打殼系統主要由打殼氣缸、氣控柜、電磁換向閥、缸頭換向閥、截止閥和排氣消音器等元件組成。

1.2 打殼系統的工作原理

電解槽需要打殼下料時，由操控機發出命令，控制氣孔柜內一個兩位三通的電磁換向閥進行換向，換向后壓縮空氣經過電磁換向閥被送到氣控換向閥的控制氣口，控制打殼氣缸進行換向，從而實現氣缸的氣路切換。氣缸動作時，氣缸有桿腔內廢氣通過排氣消音器直接排放到大氣中，氣動原理圖見圖1。

2 改造方案

通過對現場情況的分析，我們制定了將電解槽上6臺氣缸排出的廢氣通過一條管路集中收集，然后排放到煙道當中的改造方案，即：廢氣集中煙道排出式。

3 設計思路

3.1 將氣缸換向時排出的廢氣分為兩部分排出：

一部分送至氧化鋁料箱，使氧化鋁沸騰，避免氧化鋁產生板結而影響電解槽下料；另一部分送至凈化煙道排出。

經過試驗證明：由于我們在設計中將氣缸排出的廢氣分為兩部分，分別引入了密封良好的料箱和有強大負壓的支煙管中，所以氣流從管路中噴出時產生的嘯音受到了密封的料箱和煙道負壓的抑制，消音效果良好。下面，對設計的各部分進行詳細說明，見圖2。

3.2 加裝氧化鋁料箱助吹防板結裝置。將打殼氣缸向下運動時有桿腔排出的廢氣引入料箱，為了防止風管長時間工作，將料箱外殼吹漏和排氣量太大對煙道引風量的影響，在管路中加裝一個三通回路，直通的一路上接一可調截止閥，用于調整料箱助吹時的進氣量；在料箱進口加裝一單向閥，防止煙道負壓將料箱內氣體混同氧化鋁抽出料箱。當氣缸向下動作時，廢氣經缸頭換向閥，一部分廢氣進入料箱進行氧化鋁沸騰助吹，另一部分進入煙道排出，氣動原理圖見圖3。

4 針對改進后消音排氣系統可能存在的問題分析

（1）氣缸排出的廢氣中潤滑油對煙道的影響；（2）氣缸排出的廢氣是否會將煙道吹漏；（3）氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響；（4）廢氣對煙道絕緣和大布袋的影響；（4）氣缸集中排氣對氣缸動作速度的影響。

5 針對存在問題的解決辦法

5.1 氣缸排出的廢氣中潤滑油對煙道的影響

電解槽氣路潤滑系統所用三聯件性能可靠、注油量精確，單臺每次加油量為0.6升，全年350KA電解系列共用潤滑油360升，則每臺電解槽全年共用潤滑油1.25升。按照潤滑油從廢氣中的排出率20%計算，那么如果350KA電解槽全部改造完畢，則每天所有電解槽排放到煙道中的潤滑油量只有：0.2升，單臺電解槽排油量只有：0.2升/288臺=6.94*10-4升。由此可見：氣缸中排出的廢氣中含有的潤滑油對煙道的影響基本上可以忽略不計。

5.2 氣缸排出的廢氣是否會將煙道吹漏

由于將打殼氣缸排出的廢氣分為了兩部分進行利用，所以進入煙道的壓縮空氣流量和壓力大大減小，經過近半年的試驗，兩臺試驗槽煙道無一例破損現象。

為了進一步確保壓縮空氣不將煙道吹破，我們對此方案中管路進入煙道的角度進行了修改，將管路的傾角盡量垂直于煙氣抽出方向，這樣壓縮空氣就無法對煙道造成破壞。詳見圖5。

5.3氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響

為了得到氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響，我們測量了改造前和改造后的引風量，做出了比較圖表，見圖6，并計算出了單臺氣缸理論上排風量。

單臺氣缸理論排氣量=氣缸腔體體積*氣缸臺數*每小時氣缸動作次數*壓縮空氣壓縮比=34.95m3/h由理論和實際值計算得出：引風量的增加值約為：0.3%。

5.4 氣缸排出的廢氣對煙道絕緣和大布袋的影響

由于我們將廢氣集中排氣管的安裝位置選擇在煙道（支煙管）的兩道絕緣下部，所以氣缸排出的廢氣對煙道絕緣沒有影響

由于大布袋除塵器的過濾布袋上掛著一層厚厚的氧化鋁積料對大布袋起到了很好的防護作用，所以氣缸排出的廢氣中的油污對大布袋造成不了損壞。

5.5 氣缸集中排氣對氣缸動作速度的影響

由于將各氣缸排氣管路進行了集成，所以勢必會造成氣缸的排氣阻力增加，影響氣缸的打殼速度。為了解決這個問題，我們采取了以下措施：

措施一：加大排氣管的主管路規格尺寸（由內徑25毫米改為內徑40毫米的鍍鋅鋼管）

措施二：各氣缸的排氣管路采用45度傾斜排氣腳，以減小壓縮空氣在管路內的沿程阻力。

措施三：在總管路進入煙道的連接部位，采用小角度接入，用以減小管路阻力。

6 改進后的效果

新型排氣消音系統經過在電解三、四車間電解槽上半年多的實際應用，效果明顯，具體表現在以下方面：

6.1 新型排氣消音系統取消了原先安裝在兩位三通（缸頭換向閥）上的排氣消音器，維修人員無需維護消音器，節省了大量的人力資源，同時再不會出現因為排氣消音器堵塞而造成的打殼無力、錘頭燒損的情況，節約了大量的備件費用；

6.2 新系統經過公司環境檢測站實地檢測，單臺電解槽噪音只有Leq52左右，大大低于國家Leq85的標準，現在電解廠房基本聽不到氣缸排氣聲音，不但降低了電解廠房內的噪音污染，而且保證了電解槽上檢修人員的安全；

6.3 新型排氣消音系統，不僅使氣缸排出的廢氣被充分利用，重要的是有效防止了氧化鋁在料箱內的板結。經統計，在沒有加裝助吹防板結裝置之前，平均單個氧化鋁料箱每月的氧化鋁板結次數為1到2次，施行改進后的8個月來，再沒有出現氧化鋁板結的現象。以此同時，新型排氣消音系統解決了煙道絕緣處因灰塵而失效，造成直流電接地的重大安全隱患。

參考文獻

[1]機械工程手冊編輯委員會.機械工程手冊-通用設備卷[M].北京：機械工業出版社，1997.

[2]MC（中國）有限公司.現代實用氣動技術[M].北京：機械工業出版社，1998.

作者簡介：趙荊（1980，6-），男，滿族，本科，寧夏銀川市人，工作單位：青銅峽鋁業股份有限公司，主要研究設備維護檢修管理。endprint

摘 要：大型預焙電解槽打殼氣缸排氣消音系統在實際使用中，消音器經常損壞，影響電解設備正常運行，廢氣排出無法回收利用，現場消音效果差，污染了環境、浪費了資源。本文對現有系統進行了改進，并利用排出廢氣，解決了氧化鋁板結和煙道絕緣管因積灰造成絕緣失效的問題。

關鍵詞：消音系統；廢氣；打殼氣缸；噪音污染

前言

目前大型預焙電解槽的下料方式都采用中心下料的方式，其打殼裝置大多采用QGW-1A 125*550（160*650）型氣缸，氣缸換向后的廢氣經過消音器直接排放到大氣當中。這種廢氣排放的設計在使用過程中存在很多問題：

第一：消音器容易損壞和堵塞并且氣缸工作時油污很大，消音器堵塞后無法清洗修復，增加了設備的維修量和維修成本，嚴重時影響氣缸的運行速度，造成打殼無力、錘頭燒損等問題，對電解生產影響較大。

第二：消音器效果不佳，在電解生產現場產生較大的噪音污染及噪音傷害，對生產車間作業人員的身體健康有著嚴重影響。

第三：打殼氣缸動作時，會對在槽上進行維護檢修的人員造成噪音及氣流沖擊的人身傷害。

第四：排出的廢氣無法利用，造成了氣源的浪費和環境污染。

本文提出一種新型的電解槽氣動元件排氣消音系統，以求解決上述問題。

1 電解槽打殼系統元件的組成和工作原理

1.1 電解槽打殼系統元件的組成

電解槽打殼系統主要由打殼氣缸、氣控柜、電磁換向閥、缸頭換向閥、截止閥和排氣消音器等元件組成。

1.2 打殼系統的工作原理

電解槽需要打殼下料時，由操控機發出命令，控制氣孔柜內一個兩位三通的電磁換向閥進行換向，換向后壓縮空氣經過電磁換向閥被送到氣控換向閥的控制氣口，控制打殼氣缸進行換向，從而實現氣缸的氣路切換。氣缸動作時，氣缸有桿腔內廢氣通過排氣消音器直接排放到大氣中，氣動原理圖見圖1。

2 改造方案

通過對現場情況的分析，我們制定了將電解槽上6臺氣缸排出的廢氣通過一條管路集中收集，然后排放到煙道當中的改造方案，即：廢氣集中煙道排出式。

3 設計思路

3.1 將氣缸換向時排出的廢氣分為兩部分排出：

一部分送至氧化鋁料箱，使氧化鋁沸騰，避免氧化鋁產生板結而影響電解槽下料；另一部分送至凈化煙道排出。

經過試驗證明：由于我們在設計中將氣缸排出的廢氣分為兩部分，分別引入了密封良好的料箱和有強大負壓的支煙管中，所以氣流從管路中噴出時產生的嘯音受到了密封的料箱和煙道負壓的抑制，消音效果良好。下面，對設計的各部分進行詳細說明，見圖2。

3.2 加裝氧化鋁料箱助吹防板結裝置。將打殼氣缸向下運動時有桿腔排出的廢氣引入料箱，為了防止風管長時間工作，將料箱外殼吹漏和排氣量太大對煙道引風量的影響，在管路中加裝一個三通回路，直通的一路上接一可調截止閥，用于調整料箱助吹時的進氣量；在料箱進口加裝一單向閥，防止煙道負壓將料箱內氣體混同氧化鋁抽出料箱。當氣缸向下動作時，廢氣經缸頭換向閥，一部分廢氣進入料箱進行氧化鋁沸騰助吹，另一部分進入煙道排出，氣動原理圖見圖3。

4 針對改進后消音排氣系統可能存在的問題分析

（1）氣缸排出的廢氣中潤滑油對煙道的影響；（2）氣缸排出的廢氣是否會將煙道吹漏；（3）氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響；（4）廢氣對煙道絕緣和大布袋的影響；（4）氣缸集中排氣對氣缸動作速度的影響。

5 針對存在問題的解決辦法

5.1 氣缸排出的廢氣中潤滑油對煙道的影響

電解槽氣路潤滑系統所用三聯件性能可靠、注油量精確，單臺每次加油量為0.6升，全年350KA電解系列共用潤滑油360升，則每臺電解槽全年共用潤滑油1.25升。按照潤滑油從廢氣中的排出率20%計算，那么如果350KA電解槽全部改造完畢，則每天所有電解槽排放到煙道中的潤滑油量只有：0.2升，單臺電解槽排油量只有：0.2升/288臺=6.94*10-4升。由此可見：氣缸中排出的廢氣中含有的潤滑油對煙道的影響基本上可以忽略不計。

5.2 氣缸排出的廢氣是否會將煙道吹漏

由于將打殼氣缸排出的廢氣分為了兩部分進行利用，所以進入煙道的壓縮空氣流量和壓力大大減小，經過近半年的試驗，兩臺試驗槽煙道無一例破損現象。

為了進一步確保壓縮空氣不將煙道吹破，我們對此方案中管路進入煙道的角度進行了修改，將管路的傾角盡量垂直于煙氣抽出方向，這樣壓縮空氣就無法對煙道造成破壞。詳見圖5。

5.3氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響

為了得到氣缸排出的廢氣對煙道引風量的影響，我們測量了改造前和改造后的引風量，做出了比較圖表，見圖6，并計算出了單臺氣缸理論上排風量。

單臺氣缸理論排氣量=氣缸腔體體積*氣缸臺數*每小時氣缸動作次數*壓縮空氣壓縮比=34.95m3/h由理論和實際值計算得出：引風量的增加值約為：0.3%。

5.4 氣缸排出的廢氣對煙道絕緣和大布袋的影響

由于我們將廢氣集中排氣管的安裝位置選擇在煙道（支煙管）的兩道絕緣下部，所以氣缸排出的廢氣對煙道絕緣沒有影響

由于大布袋除塵器的過濾布袋上掛著一層厚厚的氧化鋁積料對大布袋起到了很好的防護作用，所以氣缸排出的廢氣中的油污對大布袋造成不了損壞。

5.5 氣缸集中排氣對氣缸動作速度的影響

由于將各氣缸排氣管路進行了集成，所以勢必會造成氣缸的排氣阻力增加，影響氣缸的打殼速度。為了解決這個問題，我們采取了以下措施：

措施一：加大排氣管的主管路規格尺寸（由內徑25毫米改為內徑40毫米的鍍鋅鋼管）

措施二：各氣缸的排氣管路采用45度傾斜排氣腳，以減小壓縮空氣在管路內的沿程阻力。

措施三：在總管路進入煙道的連接部位，采用小角度接入，用以減小管路阻力。

6 改進后的效果

新型排氣消音系統經過在電解三、四車間電解槽上半年多的實際應用，效果明顯，具體表現在以下方面：

6.1 新型排氣消音系統取消了原先安裝在兩位三通（缸頭換向閥）上的排氣消音器，維修人員無需維護消音器，節省了大量的人力資源，同時再不會出現因為排氣消音器堵塞而造成的打殼無力、錘頭燒損的情況，節約了大量的備件費用；

6.2 新系統經過公司環境檢測站實地檢測，單臺電解槽噪音只有Leq52左右，大大低于國家Leq85的標準，現在電解廠房基本聽不到氣缸排氣聲音，不但降低了電解廠房內的噪音污染，而且保證了電解槽上檢修人員的安全；

6.3 新型排氣消音系統，不僅使氣缸排出的廢氣被充分利用，重要的是有效防止了氧化鋁在料箱內的板結。經統計，在沒有加裝助吹防板結裝置之前，平均單個氧化鋁料箱每月的氧化鋁板結次數為1到2次，施行改進后的8個月來，再沒有出現氧化鋁板結的現象。以此同時，新型排氣消音系統解決了煙道絕緣處因灰塵而失效，造成直流電接地的重大安全隱患。

參考文獻

[1]機械工程手冊編輯委員會.機械工程手冊-通用設備卷[M].北京：機械工業出版社，1997.

[2]MC（中國）有限公司.現代實用氣動技術[M].北京：機械工業出版社，1998.

作者簡介：趙荊（1980，6-），男，滿族，本科，寧夏銀川市人，工作單位：青銅峽鋁業股份有限公司，主要研究設備維護檢修管理。endprint