廢液澄清桶的改造

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

氨堿廢液壓濾裝置是我廠重要的環(huán)保項(xiàng)目，自投入使用以來先后安裝了五臺(tái)澄清桶。原有的攪拌裝置在使用過程中由于蒸餾廢液粘性大、含砂多，設(shè)備對(duì)使用物料的適應(yīng)性較差等原因造成的設(shè)備運(yùn)行故障率偏高，經(jīng)常影響整個(gè)壓濾裝置系統(tǒng)運(yùn)行，為此我們對(duì)澄清桶做了一些實(shí)踐研究并去相關(guān)單位進(jìn)行了學(xué)習(xí)，通過改造取得了很好效果，澄清桶的處理能力提高了一倍，清理周期從2個(gè)月提高到連續(xù)運(yùn)行6個(gè)月以上無故障。

1 原有澄清桶基本情況

1.1 澄清桶構(gòu)造

廢液澄清桶直徑26 m高度12 m，容積4 770 m3攪拌減速機(jī)型號(hào)為XLSD7.5-1285-1/16641,功率為7.5 kW,攪拌轉(zhuǎn)速均為N=0.09 r/min。每臺(tái)澄清桶廢液處理量為220 m3/h。主體結(jié)構(gòu)由減速機(jī)傳動(dòng)裝置、中心套筒、主攪拌軸、支承套、耙架等組成。

1.2 澄清桶的工藝流程

來自重堿的廢液(wt2.85%左右)經(jīng)過除砂后在桶內(nèi)自然沉降至濃度6%～9%泥漿由泵送去壓濾裝置進(jìn)行壓濾，澄清液溢流后排放供給臺(tái)北鹽場作為氯化鈣生產(chǎn)原料和制鹽使用。5臺(tái)澄清桶均以廢液連續(xù)進(jìn)料、泥漿自桶底間歇排泥方式運(yùn)行。

2 改造前運(yùn)行情況及分析

1)澄清桶在實(shí)際生產(chǎn)中，泥漿濃度不能超過8%，嚴(yán)重制約澄清桶廢液處理量，攪拌裝置強(qiáng)度差。為保護(hù)攪拌裝置不受損壞，正常運(yùn)行時(shí)放料的泥漿濃度一般控制在5%～8%之間，壓濾機(jī)產(chǎn)生的濾餅厚度在10～30 mm，當(dāng)泥漿濃度升至9%～13%時(shí)，壓濾機(jī)的濾餅變厚在35～40 mm之間，此時(shí)澄清桶減速機(jī)的電流就開始在8.2～8.8 A之間波動(dòng)，操作工必須馬上增加壓濾機(jī)運(yùn)行的臺(tái)數(shù)加大對(duì)澄清桶排泥，一但排泥不及時(shí)電流上升超過9.0 A，只有立即停止攪拌運(yùn)行才能保護(hù)減速機(jī)、攪耙不受損壞，最后人工沖洗澄清桶內(nèi)積泥，給生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行帶來極大困難。

表1 底流濃度與濾餅厚度關(guān)系表

從表1分析：底流濃度越高，壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力越大。

2)澄清桶進(jìn)料的廢液沉降時(shí)間長、沉降層不穩(wěn)定、澄清后溢流液濁度高超200 ppm，刮泥耙收集泥漿效果不好，澄清桶進(jìn)入廢液至底部出合格的泥漿沉降時(shí)間需要在6～7 h，在正常運(yùn)行時(shí)還會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)明明進(jìn)料的廢液量很大，但放出來的泥漿濃度卻很低，刮泥耙推料效果差，造成多余的泥漿量都積留在桶內(nèi)，一旦泥漿突然坍塌埋住泥耙瞬間可造成主軸彎曲變形甚至斷裂。

3)為了保證澄清桶攪拌安全運(yùn)行只能為壓濾機(jī)提供低濃度的泥漿，壓濾機(jī)單個(gè)循環(huán)設(shè)計(jì)最大可以生產(chǎn)45～50 mm厚濾餅，現(xiàn)只能維持在25～30 mm左右，壓濾機(jī)出力率低。

3 改造方案及改造后效果分析

3.1 改造方案

改造后傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)詳見圖1。

1.液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 2.液壓裝置 3.轉(zhuǎn)籠框架 4.耙架

傳動(dòng)裝置構(gòu)件總體重量30 t，安裝在澄清桶鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)上，鋼平臺(tái)是機(jī)器承受全部重量的部件，安裝前必須校核鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)承重安全系數(shù)是否合格。

攪拌裝置工作過程：

轉(zhuǎn)籠下方四個(gè)側(cè)面安裝耙架，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)回轉(zhuǎn)耙架下部的耙齒將沉降后的物料刮向澄清桶中央，由底流管排出。

液壓站為液壓驅(qū)動(dòng)裝置提供動(dòng)力，液壓站的油泵為變量泵，通過調(diào)節(jié)油泵的排油量，可調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速以達(dá)到最佳工藝效果。當(dāng)沉降到澄清桶底部的物料增多，泥漿層增厚時(shí)耙架的工作阻力也隨之加大，在保證轉(zhuǎn)速不變情況下液壓驅(qū)動(dòng)壓力相應(yīng)自動(dòng)增加。

表2 相關(guān)技術(shù)參數(shù)

此時(shí)液壓傳感器將壓力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至主控室，當(dāng)壓力超過設(shè)定值后報(bào)警提醒操作人員及時(shí)作排料或來料控制處理，超過規(guī)定時(shí)間內(nèi)未處理DCS將自動(dòng)打開電動(dòng)放料閥排泥，直至耙架工作阻力減小到正常設(shè)定值以下時(shí)，報(bào)警解除恢復(fù)正常工作狀態(tài)。當(dāng)耙架阻力>6 MPa時(shí)，液壓溢流閥自動(dòng)打開，攪拌停止運(yùn)行以避免超負(fù)荷運(yùn)行而損壞設(shè)備。

3.2 改造后效果分析

1)原有直徑219 mm傳動(dòng)軸經(jīng)常因泥漿過厚出現(xiàn)斷軸故障，此次將主軸改成框架式結(jié)構(gòu)增加強(qiáng)度、剛度能夠承受濃度高達(dá)30%泥漿，選用液壓裝置驅(qū)動(dòng)替代傳統(tǒng)電機(jī)直聯(lián)減速機(jī)方式及采用雙側(cè)液壓馬達(dá)傳動(dòng)更加適合裝置的現(xiàn)場工況，雙邊傳動(dòng)受力平衡，液壓傳動(dòng)的扭力大、能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

2)改造后運(yùn)行指標(biāo)如下：

泥漿濃度提高了40%，正常生產(chǎn)時(shí)泥漿濃度達(dá)9%～13%，澄清桶的進(jìn)料量從220 m3/h提高到440 m3/h，實(shí)現(xiàn)了五臺(tái)澄清桶運(yùn)行三臺(tái)備用二臺(tái)，其攪拌轉(zhuǎn)速可根據(jù)需要調(diào)整，正常控制在10 r/min澄清液濁度在150 ppm以下。在處理高達(dá)30%濃度泥漿時(shí)攪拌裝置運(yùn)行正常無損壞。壓濾機(jī)能夠滿負(fù)荷運(yùn)行且澄清桶長周期穩(wěn)定運(yùn)行提高到半年以上。

表3 液壓壓力與底流濃度關(guān)系

新攪拌裝置增加七組耙齒提高了集泥效果，縮短廢液沉降時(shí)間至5～6 h，底流能排出濃度穩(wěn)定的泥漿，沒有出現(xiàn)因桶底積料排泥不暢造成停桶故障。

改造后運(yùn)行過程針對(duì)新出現(xiàn)的問題進(jìn)行了進(jìn)一步的完善包括以下內(nèi)容：

1)泥耙架增加兩組雙斜支架以提高強(qiáng)度,錐底攪拌與轉(zhuǎn)籠連接由支撐板焊接改為高強(qiáng)度螺栓連接。

2)將油泵設(shè)置在油箱側(cè)面、進(jìn)油口在油箱中部開孔取油加裝球閥，可以完全避免油泵空吸故障，并且油箱容積從600 L減少到300 L。

3)中心套筒上部加裝旋轉(zhuǎn)密封，防止廢液產(chǎn)生大量水蒸氣與泡沫進(jìn)入傳動(dòng)裝置造成齒輪腐蝕，并加裝耙架轉(zhuǎn)動(dòng)的指示針。

4)油路控制的溢流閥YF-B10B(3～10 MPa)量程較小改成YF-B10C(3～14 MPa)。

5)增加一套液壓油冷卻系統(tǒng)，將油溫控制在45～55 ℃之間，避免因油溫過高對(duì)液壓元器件的損壞。

4 結(jié) 語

此項(xiàng)改造技術(shù)的成功應(yīng)用，極大的提高了整個(gè)裝置穩(wěn)定性，減少澄清桶設(shè)備故障節(jié)約了大量的檢修時(shí)間和檢修費(fèi)用，使關(guān)鍵設(shè)備壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力得以提升，降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。