純堿廠石灰窯裝置整體升級(jí)改造

， ，

(山東海化股份有限公司純堿廠，山東 濰坊 262737)

山東海化股份有限公司純堿廠(下稱海化純堿)石灰車間老線3#石灰窯是在2007年大修的，現(xiàn)已連續(xù)運(yùn)行近10年。目前石灰窯機(jī)械部分和窯襯部分因連續(xù)運(yùn)行周期長(zhǎng)，磨損、脫落嚴(yán)重，已無(wú)法保證其正常運(yùn)行，而且現(xiàn)有設(shè)備同樣需要進(jìn)行升級(jí)改造，因此海化純堿經(jīng)過(guò)合理調(diào)配生產(chǎn)負(fù)荷，精心安排項(xiàng)目進(jìn)度，有序調(diào)度施工資源，在2017年對(duì)3#石灰窯裝置進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。

1 石灰窯裝置整體升級(jí)改造項(xiàng)目背景

老線3#石灰窯始建于1989年，最近大修時(shí)間為2007年，規(guī)定大修周期4年，已經(jīng)超出大修周期，目前設(shè)備老化嚴(yán)重且設(shè)備性能極度落后，存在極大的設(shè)備隱患和人身安全隱患。主要存在的問(wèn)題如下：

1)窯襯部分：石灰窯殼窯襯(耐火磚等)脫落嚴(yán)重，特別是變徑部分基本掉光，窯襯第一層磚磨損嚴(yán)重，內(nèi)兩層耐火磚失去隔熱保溫效果，致使窯外殼燒傷變形溫度極高，殼體變形，致使能耗高。

2)窯頂粉塵：由于原料(石灰石、焦炭)自身的性質(zhì)，以及窯頂自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)致使許多窯氣和粉塵外排，不僅破壞環(huán)境，而且對(duì)人身體有害。

3)卷?yè)P(yáng)機(jī)行程：海化純堿石灰卷?yè)P(yáng)機(jī)都采用機(jī)械式行程箱加限位電控開(kāi)關(guān)控制，該行程箱行程主絲杠和卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)轂之間采用鏈條傳動(dòng)，而且在使用一段時(shí)間后，都會(huì)導(dǎo)致精度差，易出問(wèn)題。

4)減速機(jī)：分石器、出灰機(jī)、出灰螺錐減速機(jī)原設(shè)計(jì)為臥式行星擺線針輪減速機(jī)。受設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和減速機(jī)本身選型問(wèn)題影響，故障率高。

以上問(wèn)題造成石灰窯熱損失大，能耗高；窯頂密封效果差，環(huán)境污染厲害；存在安全隱患，與倡導(dǎo)的節(jié)能減排、環(huán)保、清潔生產(chǎn)存在沖突。

為消除上述缺陷，確保設(shè)備及人員安全，達(dá)到安全環(huán)保清潔生產(chǎn)的目標(biāo)，對(duì)3#石灰窯裝置進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。

2 實(shí)施內(nèi)容及技術(shù)方案

2.1 窯頂除塵改造

針對(duì)粉塵外泄情況，結(jié)合純堿行業(yè)其他單位的石灰窯窯頂密封方式，我們針對(duì)自身的生產(chǎn)模式對(duì)本單位的石灰窯進(jìn)行了升級(jí)改造。海化純堿老線有九臺(tái)石灰窯，為此我們新建兩套除塵系統(tǒng)用于窯頂除塵，分別由1#、2#、8#、9#石灰窯接入3#除塵系統(tǒng)(如圖1)， 3#、4#、5#、6#、7#石灰窯接入4#除塵系統(tǒng)。我們所采用的除塵系統(tǒng)是長(zhǎng)袋離線脈沖除塵器，而此外除塵器的電控柜由PLC控制系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)原件兩部分組成，PLC控制系統(tǒng)主要針對(duì)清灰控制柜的程序控制功能，接觸器空氣開(kāi)關(guān)則負(fù)責(zé)對(duì)電機(jī)的啟停控制配電。

在整個(gè)除塵項(xiàng)目改造中，我們首先對(duì)窯頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造升級(jí)，具體如下：在保證油封槽完好和油位充足、人孔密封完好、下盅帽完好的基礎(chǔ)上，去掉卸石斗(料盅)和上盅帽，以減輕分石器減速機(jī)傳動(dòng)壓力。 在去掉卸石斗和上盅帽后， 在卸石斗上口的第一層操作平臺(tái)下焊接厚度10 mm的比上口直徑大200 mm的圓板(此圓板不跟轉(zhuǎn)斗一起轉(zhuǎn)動(dòng))。在圓板上開(kāi)1400×1400的方孔，然后焊接方箱，方箱根據(jù)吊石車大小確定，在方箱的上料斜橋吊石車的方向制作活動(dòng)門，當(dāng)?shù)跏嚨礁G頂后將活動(dòng)門頂開(kāi)后將混合料卸入轉(zhuǎn)斗，吊石車返回后活動(dòng)門靠重力作用自動(dòng)關(guān)閉(如圖2)。當(dāng)出現(xiàn)第二種情況時(shí)及吊石車到達(dá)1樓罐坑底部時(shí)，此時(shí)混合料卸入窯內(nèi)的過(guò)程中往上沖的粉塵經(jīng)過(guò)方箱緩沖，大部分粉塵落回窯內(nèi)，再通過(guò)方箱的活動(dòng)門密封，以減少外泄的粉塵。

圖1 窯氣除塵工藝流程圖

圖2 石灰窯窯頂升級(jí)改造現(xiàn)場(chǎng)圖

從窯頂分石器頂部經(jīng)風(fēng)箱出來(lái)的全部含塵窯氣和從窯頂拔氣筒出來(lái)的全部含塵窯氣經(jīng)自調(diào)閥進(jìn)入含塵煙道，經(jīng)煙道管線溫度分析儀檢測(cè)窯氣溫度，當(dāng)溫度大于130 ℃時(shí)自調(diào)閥開(kāi)啟引入空氣降溫，經(jīng)降溫后進(jìn)入旋風(fēng)分離器，再進(jìn)入布袋除塵煙道，在布袋式除塵器內(nèi)經(jīng)下部氣流分布進(jìn)入除塵器的凈化過(guò)濾室，含塵窯氣在濾袋外部過(guò)濾，清潔后的窯氣從濾袋頂部由引風(fēng)機(jī)引出，并經(jīng)煙囪排入大氣，從濾袋外表面清潔下來(lái)的灰落入灰斗，并由灰倉(cāng)下部輸灰設(shè)備輸送外排。

2.2 卷?yè)P(yáng)機(jī)行程改造

本廠石灰車間卷?yè)P(yáng)機(jī)一直采用機(jī)械式行程箱加限位電控開(kāi)關(guān)控制。但該行程箱的使用存在諸多缺點(diǎn)，一是行程箱內(nèi)絲杠等部件使用一段時(shí)間后精度差，二是行程主絲杠和卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)轂之間采用鏈條傳動(dòng)，易導(dǎo)致事故發(fā)生。因此我們對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)行程控制系統(tǒng)實(shí)施了更新改造，以消除目前存在的問(wèn)題。

采用XXSKLK系列智能主令控制器，此設(shè)備具有運(yùn)行可靠、響應(yīng)速度快、分辨率高、調(diào)整簡(jiǎn)捷、抗干擾能力強(qiáng)、全數(shù)字顯示、多種報(bào)警保護(hù)功能等安全可靠的性能。 將鏈傳動(dòng)改為萬(wàn)向聯(lián)接器傳動(dòng)，避免因傳動(dòng)系統(tǒng)斷裂失去信號(hào)，繼而造成的設(shè)備事故，同時(shí)對(duì)防亂繩控制系統(tǒng)一并進(jìn)行了改造。而且我們保留了現(xiàn)控制行程箱，通過(guò)調(diào)大其行程，作為卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)的第二道保護(hù)，更好的避免事故的發(fā)生(如圖3)。

XXSKLK系列智能主令控制儀，作為一種新型主控制儀，利用可編程序控制器(PLC)、操作員界面和絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器等高科技產(chǎn)品，采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)檢測(cè)分析和程序控制技術(shù)。該智能主令控制儀在石灰窯上料系統(tǒng)中主要應(yīng)用于控制卷?yè)P(yáng)機(jī)的動(dòng)作，其可以精確地控制上料小車的起停、加減速、限位等多個(gè)動(dòng)作點(diǎn)的輸出，并具有防溜車保護(hù)功能。

圖3 卷?yè)P(yáng)機(jī)行程控制系統(tǒng)工藝流程圖

2.3 窯襯部分

窯襯部分一直是整個(gè)石灰窯煅燒的關(guān)鍵部分，石灰窯殼體由于內(nèi)部耐火磚失去隔熱保溫效果后導(dǎo)致防腐層燒傷嚴(yán)重，殼體嚴(yán)重變形。目前由于石灰窯嚴(yán)重欠修導(dǎo)致石灰窯外壁平均溫度由正常的40 ℃上升至70 ℃左右，平均溫差30 ℃，而由此導(dǎo)致了大量的熱量損失，因此我們對(duì)窯襯部分的耐火磚進(jìn)行升級(jí)改造。

窯襯拆除部分：

拆除窯襯262.5 m3：拆除窯門和包括縮徑部分全部窯襯52.5 m3、φ7200直段窯門底部至上部大頭處20.8 m第一層窯襯約210 m3。

窯襯安裝部分：

安裝窯襯262.5 m3：安裝窯門和包括縮徑部分全部窯襯52.5 m3，耐火磚由原先的二等高鋁磚升級(jí)為一等高鋁磚；縮徑以上部分耐火磚改為一等高鋁磚；φ7200直段窯門以上至上部大頭處20.8 m第一層窯襯210 m3耐火磚由三等升級(jí)為二等高鋁磚；縮徑以下部分耐火磚選用二等高鋁磚。

2.4 減速機(jī)升級(jí)

減速機(jī)作為傳動(dòng)裝置，控制著整個(gè)石灰窯的運(yùn)轉(zhuǎn)。在改造前，分石器、出灰機(jī)、出灰螺錐減速機(jī)原設(shè)計(jì)為臥式行星擺線針輪減速機(jī)，而此類減速機(jī)受設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和減速機(jī)本身選型問(wèn)題影響，故障率高，更換頻率高。故此，我們選擇了性能優(yōu)良的SEW減速機(jī)，進(jìn)行升級(jí)改造工作。

SEW減速機(jī)是在模塊組合體系的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，有極其多的電機(jī)組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案。它的優(yōu)勢(shì)在于中小型減速機(jī)，采用重載齒輪箱，SEW可提供帶輸入軸不裝電動(dòng)機(jī)的減速器,或提供安裝用的輸入端敞開(kāi)的減速器。能耗低，性能優(yōu)越，減速器效率高，振動(dòng)小，噪音低。帶筋的高鋼性鑄鐵箱體；斜齒輪采用鍛鋼材料，表面經(jīng)過(guò)滲碳硬化處理；經(jīng)過(guò)精密加工，確保軸平行度和定位的精度，這一切構(gòu)成了齒輪傳動(dòng)的完美組合。

3 升級(jí)改造項(xiàng)目運(yùn)行效果

通過(guò)對(duì)3#石灰窯裝置整體進(jìn)行升級(jí)改造，運(yùn)行穩(wěn)定，效果明顯，具體包括：

1)通過(guò)對(duì)窯頂除塵系統(tǒng)的升級(jí)改造，粉塵基本無(wú)泄漏，幾乎不會(huì)影響窯氣濃度，而且環(huán)境效益相當(dāng)可觀，達(dá)到了預(yù)期效果。

2)采用XXSKLK系列智能主令控制器，不僅提高了效率，而且降低了維修費(fèi)用及職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)設(shè)備自身運(yùn)行可靠、響應(yīng)速度快、分辨率高、調(diào)整簡(jiǎn)捷、抗干擾能力強(qiáng)、全數(shù)字顯示、多種報(bào)警保護(hù)功能等安全可靠的性能。

3)窯襯部分耐火磚的升級(jí)改造，可降低窯體溫度，減少熱損失，從而降低焦炭消耗，預(yù)計(jì)單臺(tái)窯每年將節(jié)省焦炭8.8萬(wàn)元。

4)分石器、出灰機(jī)、出灰螺錐減速機(jī)改造前原設(shè)計(jì)為臥式行星擺線針輪減速機(jī)，將減速機(jī)改為SEW減速機(jī)，可確保一個(gè)大修周期基本無(wú)故障，可節(jié)約維修費(fèi)、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié) 語(yǔ)

本次石灰窯裝置整體升級(jí)改造，不僅是對(duì)機(jī)械部分的更新，更主要的是在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了針對(duì)不同問(wèn)題的升級(jí)改造工作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，以及倡導(dǎo)節(jié)能降耗，為整個(gè)生產(chǎn)工藝的運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

通過(guò)本次石灰窯裝置整體升級(jí)改造可以看出，企業(yè)的發(fā)展與設(shè)備及技術(shù)的更新密不可分，技術(shù)改造的成功不僅可以提高企業(yè)的整體素質(zhì)和技術(shù)創(chuàng)新水平，而且能不斷增強(qiáng)自我發(fā)展能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從而達(dá)到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)綜合效益的雙贏。