淺析尿素振動(dòng)篩的改造

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(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816000)

青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司化肥廠使用的HYS系列化肥篩由鞍山市重型礦山機(jī)器廠提供。其工作原理是，利用安裝在篩箱側(cè)板上的一組振動(dòng)器作為振源，篩箱的篩網(wǎng)與托篩網(wǎng)之間有可以自由振動(dòng)的小橡膠球，當(dāng)物料進(jìn)入篩網(wǎng)后同篩箱一起形成參振質(zhì)量，在減震彈簧支撐下構(gòu)成整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)。振動(dòng)器的軸上裝有對(duì)稱且相等質(zhì)量的偏心塊，在軸承支撐下，電機(jī)傳動(dòng)裝置傳過來的動(dòng)力，使振動(dòng)器的對(duì)稱偏心塊旋轉(zhuǎn)，促使整個(gè)參振系統(tǒng)周期性往復(fù)振動(dòng)，振動(dòng)橡膠小球產(chǎn)生二次振動(dòng)，不斷敲打篩網(wǎng)，改善了粘濕物料的透篩性，提高了篩機(jī)的篩分效率。振動(dòng)軌跡為圓形。

1 問題的提出

振動(dòng)篩原設(shè)計(jì)是將造粒系統(tǒng)生產(chǎn)出的合格尿素及開停車時(shí)產(chǎn)生的不合格的暫時(shí)存放在散裝庫的含有部分塊狀尿素的產(chǎn)品進(jìn)行篩分，分離出粒度合格的產(chǎn)品。并將塊料分離后從塊料口排放至破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎完的物料與篩下的合格物料匯合后，通過一條長270 393 mm，寬800 mm的皮帶送至成品包裝間，從而得到粒度為0.85～2.8 mm的尿素產(chǎn)品。自運(yùn)行以來，振動(dòng)篩達(dá)不到預(yù)期的效果，產(chǎn)品含有大量粉塵，粒度不合格，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。主要存在以下幾個(gè)問題。

振動(dòng)篩設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)見表1，通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，振幅及噪音等實(shí)際運(yùn)行值比設(shè)計(jì)值高。現(xiàn)場監(jiān)測還發(fā)現(xiàn)，其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)振動(dòng)大，安裝振動(dòng)篩的樓層樓面產(chǎn)生共振現(xiàn)象，樓板出現(xiàn)裂紋。這嚴(yán)重影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全，迫使長時(shí)間將其停止。如果繼續(xù)運(yùn)行，將影響設(shè)備及建筑結(jié)構(gòu)的安全使用及其使用壽命。

表1 振動(dòng)篩設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)表

造粒系統(tǒng)生產(chǎn)出的成品尿素中只含有2%左右的粉塵，量比較少；但是通過振動(dòng)篩后，包裝的成品中的粉塵量進(jìn)一步增加，見表2，其含量增加了3倍多，合格成品粒度≤90%，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

表2 成品尿素經(jīng)過振動(dòng)篩前后的平均成分 %

注：過篩前后均無塊狀物，成品尿素顏色均為白色或淺色。

2 原因分析

我車間針對(duì)上述問題召開專題會(huì)，進(jìn)行分析和總結(jié)，認(rèn)為主要是以下幾個(gè)方面的因素造成的。

(1)振動(dòng)篩在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)頻率及噪聲值比設(shè)計(jì)值高。主要是振動(dòng)總成中4塊主偏心塊和2塊副偏心塊質(zhì)量較重，振動(dòng)篩在運(yùn)行過程中發(fā)生參振，引發(fā)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，進(jìn)而發(fā)生共振。

(2)原設(shè)計(jì)振動(dòng)篩只能篩粒度大的物料，并非將成品中粉塵物料篩除，即成品中的尿素粉塵并不能去除。

(3)振動(dòng)篩篩下的物料直接落入破碎機(jī)，破碎機(jī)運(yùn)行時(shí)易造成尿素粒子破碎；同時(shí)，篩網(wǎng)中橡膠小球產(chǎn)生二次振動(dòng)，也易造成與其直接接觸的部分成品尿素粒子破碎，產(chǎn)生大量的粉塵，造成產(chǎn)品中粉塵含量增大，導(dǎo)致產(chǎn)品粒度合格率下降。

3 改造措施

據(jù)尿素成品中水分、無結(jié)塊、粉塵含量(見表2中過篩前數(shù)據(jù))等特性，結(jié)合產(chǎn)品輸送工藝流程及振動(dòng)篩的工作原理，決定在振動(dòng)篩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及安裝尺寸不變的情況下，將振動(dòng)篩由原來篩塊料的方式改為篩粉料的方式，具體從以下幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整。

(1)將原破碎機(jī)安裝位置由原振動(dòng)篩塊料下料口改至尿素散裝庫出庫皮帶下料口。

(2)據(jù)成品尿素通過不銹鋼篩網(wǎng)較通過編織篩網(wǎng)時(shí)具有的耐磨、耐腐蝕、通過率高(相較于其他材質(zhì)的篩網(wǎng))及更換率低、易卸裝等特點(diǎn)，將編織篩網(wǎng)改換成不銹鋼篩網(wǎng)(00Cr18Ni9)，并將振動(dòng)篩篩孔由3×3 mm縮小至0.8×0.8 mm。

(3)原下塊料口物料由直接進(jìn)入破碎機(jī)改為直接進(jìn)入皮帶。在原有溜槽的基礎(chǔ)上，將原成品下料口改為粉料出口，溜槽由垂直排料改為往左側(cè)或往右側(cè)排料。溜槽初步設(shè)計(jì)制作成長方形，為防止粉料與溜槽接觸而產(chǎn)生粘接堵塞(影響排料)，在溜槽的4個(gè)工作面上各安裝1臺(tái)振打電機(jī)，并且在溜槽的4個(gè)工作面上安裝表面光滑耐腐蝕的高分子板，物料能更好地流通而不會(huì)與溜槽表面粘接，也可以降低物料對(duì)溜槽的腐蝕。

(4)與設(shè)備廠家進(jìn)行溝通，經(jīng)過設(shè)備廠家技術(shù)人員計(jì)算后，建議將振動(dòng)篩兩端的副偏心塊去除；并將振動(dòng)總成(見圖1)內(nèi)4塊主偏心塊由42 mm車到27 mm厚(見圖2)，安裝時(shí)只安裝內(nèi)側(cè)2塊主偏心塊，外側(cè)兩端的主偏心塊去除，換成定位軸套(見圖3)對(duì)軸進(jìn)行固定。同時(shí)，將振動(dòng)篩中的橡膠小球去除2/3。

圖1 振動(dòng)篩振動(dòng)總成示意圖

1—萬向傳動(dòng)軸；2—萬向軸罩；3—激振器罩；4—座圈；5—軸承座；6—軸承；7—皮帶輪；8—擋套；9—副偏心塊；10—主偏心塊；11—軸；12—隔離環(huán)；13—擋環(huán)；14—軸承蓋；15—迷宮環(huán)；16—軸端壓蓋；17—萬向軸座

圖2 主偏心塊改造示意圖

4 改造效果

2014年5月，我車間利用大修時(shí)間按照擬

圖3 振動(dòng)篩振動(dòng)總成軸套示意圖

定的方案對(duì)振動(dòng)篩改造完畢，開機(jī)試驗(yàn)后，成品尿素中粉塵幾乎全部除去，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了優(yōu)級(jí)品(粒度≥93%；見表3)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2440-2001)中的農(nóng)用尿素產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。本次改造共花費(fèi)8萬元。改造后，產(chǎn)品質(zhì)量得到大幅度地提升，為提高產(chǎn)品市場占有率及獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益夯實(shí)了基礎(chǔ)。改造后，振動(dòng)篩振幅1.95～2.3 mm、振動(dòng)頻率9～9.5 Hz，負(fù)荷噪音55～60 dB(A)，篩孔尺寸0.8×0.8 mm；其振動(dòng)頻率較改造前的運(yùn)行值降低3/4以上、較設(shè)計(jì)值降低近1/2，噪音僅為改造前運(yùn)行值的1/2、比設(shè)計(jì)值還低，振幅也低于改造前的運(yùn)行值及設(shè)計(jì)值。振動(dòng)篩的參振消除了，保證了設(shè)備及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行。

表3 振動(dòng)篩改造后成品尿素平均成分 %

5 結(jié) 語

通過對(duì)尿素成品中粉塵含量高及振動(dòng)篩產(chǎn)生參振的原因進(jìn)行分析，找出原因，并提出改進(jìn)措施。現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，此次改造非常成功。這為我公司能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品提供了有力的保證，同時(shí)也為公司能獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益及提高產(chǎn)品市場占有率提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。