水鋼　6＃、7＃燒結機氣力輸灰系統的調試改造

段　超（昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南　昆明　650051）

水鋼6＃、7＃燒結機氣力輸灰系統的調試改造

段超
（昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南昆明650051）

摘要：氣力輸送是一種工業生產中常用的高效輸送法，其用于燒結除塵灰輸送，具有占地面積小、布置靈活、粉塵污染小、勞動強度低、自動化程度高等優點。水鋼6＃、7＃燒結機在收塵灰的輸送中采用了該技術，并對調試和試運行過程中遇到的問題進行了分析，根據分析結果提出了設計中需注意的要點和改造的措施，系統實現正常運行。

關鍵詞：氣力輸送；燒結機；除塵灰；調試改造

0　引　言

水鋼6＃、7＃燒結機建設工程是貴州省重點技改項目，其主要內容為建設2臺2 652 m2燒結機及其配套公輔設施。該項目由昆明有色冶金設計研究院股份公司設計和總承包，工程于2008年8月開工建設，2臺燒結機分別于2009年9月和2010年7月投入試生產，全系統于2010年11月通過竣工驗收。該項目在建設中采用了一系列國內外先進的新技術、新工藝，工程建設實現了工期短、投資省、質量優的良好效果。

在燒結機收塵系統收塵灰的輸送上，采用了國內先進的氣力輸送設備將收塵灰回送至配料室重新參加配料，最大程度地對原料循環利用，同時實現密閉運輸，減少了二次揚塵和工人勞動強度。由于該類系統在國內燒結廠運用相對較少，且系統存在著運送的物料比重大、運距遠等特點，導致在試生產初期運行不夠順暢。總包方組織設計方、設備廠家和施工單位，結合對燒結除塵灰輸送系統特點和工程實際情況的研究，對系統進行了大量調試和改造工作，最終使該系統實現了正常運行，保證了整個項目的按期順利竣工投產。

1　氣力輸灰系統組成

水鋼6＃、7＃燒結機氣力輸灰系統共有6套，各輸送系統的基本參數見表1。

表1　各氣力輸送系統基本參數Tab.1　The basic parameters of pneumatic conveying systems

各輸灰系統均由氣源、輸送設備、管道、灰倉和控制系統等部分組成。

（1）該工程的輸灰氣源為水鋼鐵前片區空壓站用管道供給的壓力為0.8 MPa的壓縮空氣，在每個輸灰系統均設有儲氣罐（10 m3或5 m3），以保證輸送設備的正常工作用氣供應。

（2）輸送設備為在每個收塵點配置的2臺發送器（又叫壓送罐或倉泵，單臺凈容積為：機頭、機尾和整粒收塵2 m3，成品轉運站收塵2 m3，配料收塵0.6 m3，均為一用一備）。各收塵器收下的灰塵經由收塵器下的埋刮板輸送機送入中間倉，再進入倉下的發送器中，當發送器中收塵灰存到設定量或到設定輸送時間時，開始進氣加壓，當加壓到設定值（壓力開關動作）或設定時間后打開出料閥，然后壓縮空氣將收塵灰通過管道輸送到配料倉。

（3）管道主要由輸料管、輸氣管和助推器等組成，輸料管采用壁厚8 mm的厚壁無縫鋼管，機頭、機尾和整粒收塵輸料管管徑為DN125，配料、成品收塵輸料管管徑為DN100，輸料管彎頭采用加有背包的大半徑彎頭和球形彎頭，均可在彎頭處形成料磨料，以增加彎頭使用壽命，在輸料管彎頭前等處安裝有助推器，水平管約25 m安裝1組，垂直管約10 m安裝1組，由與輸料管平行敷設的輸氣管供氣，以補加壓縮空氣來保證輸料動力不衰減，并減少堵管發生機率。

（4）所有收塵器的收塵灰均送至在燒結配料室設置的2個收塵灰倉（每倉有效容積300 m3），倉頂輸灰管上設有耐磨陶瓷內襯換向閥，可控制收塵灰進入的灰倉。倉上配有單機布袋除塵器。收塵灰在倉下由螺旋秤計量后經加濕后參與配料，重新進入燒結生產系統。

（5）氣力輸送控制系統主要由各種料位、壓力監測儀表、PLC控制系統和各種氣動閥門等組成。

2　系統調試中遇到的問題

隨著水鋼6＃、7＃燒結機工程第一期6＃燒結機建成投入試生產，已安裝完成的各氣力輸灰系統也隨之進入系統調試階段。在調試過程中，發現除配料收塵輸灰系統可基本正常運行外，其它幾個系統都存在一定的問題而不能完全正常可靠地運行，存在的主要問題有：

（1）輸送超時。按照設備設計能力，每一罐發送器（倉泵）的正常輸送時間應在5～10 min內，但在實際調試過程中，經常會達到20～30 min才能輸送完一罐，最長的甚至出現過1 h還未輸送完成的情況。由此導致收塵器收下的灰塵無法及時排出，嚴重時還出現為了保證燒結機不停機而被迫另開排灰口，改而采用車輛運灰的情況。此類情況其中以輸送距離最遠的機尾和整粒除塵更為嚴重。

（2）堵管。此類現象在各系統均有出現，多出現在出倉泵后、管道中后段等處。由于堵管發生在何處無法直觀發現和監測，只能由人工敲打管道聽音辨識，有時還要試拆管道驗證，加上管道在空中走線，換管也較困難，因此導致堵管故障的排除時間長，這也嚴重影響了氣力輸灰系統的正常運行。

（3）管道磨穿。此類現象主要出現在管道的中后段，以及管道彎頭和彎頭出口后1 m內最易磨損，特別是除塵灰倉頂上的管道及閥門磨損更為嚴重。管道磨穿后也需要停機進行補管或換管，這也是影響系統輸送能力的一個重要因素。

3　存在問題及改造方案

在氣力輸灰系統調試上出現上述問題后，業主方和建設方共同對問題出現的原因進行了分析，并結合考察了國內其他工廠的應用情況，在保證生產不停的情況下邊分析邊整改，對該系統的系統特性、材料選用、管道布置和生產操作中需注意的問題逐步形成了較全面的認識，針對問題形成原因進行了相對應的改造。

1）存在問題原因分析

（1）輸灰氣源供氣能力不足。在試車過程中，經常出現輸送時間稍長后管道壓力急劇下降的問題。經分析，原因主要是在倉泵將儲氣罐中的壓縮空氣用完后，由于儲氣罐的補氣管道管徑不夠而導致無法給倉泵提供足夠的動力。

（2）收塵灰受潮結塊。由于燒結機機頭除塵廢氣中含有一定量的水分，機頭收塵灰收下后，一旦未及時排走而放置較長時間，溫度降低后會導致結露，就易形成板結。而水城地區空氣濕度大、降雨量大，在管路密封和防雨措施不好時，水汽也易進入倉泵及管道系統，導致輸灰困難。

（3）管路設計不盡合理。由于燒結收塵灰比重大且粒徑分布范圍廣，因此相比其它輕質物料的輸送更易發生因管道設計不合理而導致的管道阻力大、物料沉積和堵塞等故障。管道設計中必須選擇最近的路徑，并盡量減少彎頭數量，同時還要盡量避免管道垂直爬坡和直角轉彎。

（4）管材、管件選擇需優化。由于燒結收塵灰具有的大比重、大顆粒、硬度大等特點，決定了其在輸送管道的流動方式都呈現出初始為栓狀流、尾部為懸浮流的特征，其本質上還屬于氣力輸送方式中的稀相方式。其輸送流速相對較快（可達10 m／s），相應地對管道、彎頭、閥門等處產生劇烈沖刷、磨擦導致管道管件磨穿和磨損，因此必須選用耐磨性能好、磨損小的管件以盡量延長管道管件的使用壽命。

2）改造方案

（1）加大進儲氣罐中壓縮空氣管管徑。將設計給儲氣罐供氣的壓縮空氣支管管徑從DN50改為DN125或DN150（根據儲氣罐大小不同而定），經如此改造后，以前常見的供氣不足、輸送后期壓力急劇下降的情況就較少發生了。

（2）加強防雨防潮措施。針對水城地區空氣濕度大、雨水多的特點，對氣力輸送裝置部分完善補加了防、遮雨設施，對放置發送器的地坑加高了防水圍堰，保證其不被雨淋、水泡。同時，還在操作中注意及時定期排灰，盡量減少收塵灰在灰倉中的存留時間，防止其受潮、板結。

（3）管路系統改造，降低管道阻力。根據現場實際，對管路走向進一步優化，盡量縮短輸送路徑長度，特別是針對機尾、整料系統的管道進行大量優化，將原有的兩段水平與垂直結合布置的管道，改為沿膠帶機通廊斜坡上行，避免了垂直上升管道的存在，并減少彎頭數量。還將原來阻力大、磨損快的90°垂直彎頭和球形彎頭，均改為大曲率半徑彎頭，在彎頭上加背包。對部分磨穿頻率較高的彎頭和直管，還試用過內襯陶瓷耐磨層的大曲率半徑彎頭和壁厚進一步加厚的鋼管。此外，在部分易發生堵塞的管段和彎頭等處增設助推器，提高推動力。

改造后，經過操作人員對系統操作規律的熟悉掌握，各氣力輸灰系統的輸送能力均達到了原設計指標，管道中發生堵管的現象也大為減少，且管道和管件的使用壽命也得到延長，減少了檢修維護的工作量，并一直正常生產使用至今，再未發生過因氣力輸灰系統故障影響燒結主工藝生產或改用車輛送灰的情況。

4　結　語

氣力輸送技術用于燒結除塵灰輸送，具有占地面積小、布置靈活、粉塵污染小、勞動強度低、自動化程度高等優點，具有良好的推廣前景。只要在設計中根據其系統特性，注意設備配置、管道走向和材料選用等設計細節，并在調試過程中進一步優化，就可以實現氣力輸灰系統的正常穩定運行。

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中圖分類號：TH232

文獻標識碼：B

文章編號：1004－2660（2015）01－00019－03

收稿日期：2014－12－29.

作者簡介：段超（1972－），男，重慶人，高級工程師.主要研究方向：冶金及化工工藝設計.

Commissioning and Modification of Pneumatic Dust
Conveying System in Sintering Machine No.6＆No.7 of Shuicheng Steel

DUAN Chao
（Kunming Engineering＆Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.Ltd.，Kunming 650051，China）

Abstract：Pneumatic conveying technology is an efficient conveying method.Being used in sintering dedusting ash conveying，it stands out in less occupied area，flexible layout，little dust pollution，low labor intensity，high automation level，etc..This technology has found its application in dedusting ash conveying of sintering machine No.6＆No.7 of Shuicheng Steel and problems occurred in commissioning and trial run were analyzed.Based on the results，attentions in design and modification measures were put forward and then the system worked properly.

Key words：pneumatic conveying；sintering machine；dedusting ash；commissioning and modification