楼主 发表于：2007-08-14 10:44:40 凉碱机的结构原理及特� 1�?　结构原理�?见图1) 　　螺旋型凉碱机技术上源于日本奈良公司的螺旋式干燥机，并根据纯碱物料的性质和我国纯碱生产的特点进行了一系列改进。其换热面焊接在套管轴上，为楔形中空并与套管中心线相垂直的多个叶片。冷却水经过入口旋转接头进入内管，再经出口旋转接头排到机外，整机共布置两条平行的带有套管轴和叶片的转子，两转子上的叶片为间隔穿插布置，并以同步齿轮驱动使两转子反向同步旋转。楔形叶片的两个侧面为主要换热面，旋转中楔形换热面连续插入碱粉并与粉体接触，从而实现碱粉与叶片内冷却水的换热� �?　凉碱机结构原理图 1—套管轴　2—叶�?—小　管　4—小� 1�?　特点 　　a)运动着的换热面与粉体之间产生冲击、挤压、磨擦作用，因此换热面与碱粉之间的热传递属于界面不断更新的热传导方式，它优于以气体作为媒介的对流传热方式，如沸腾床冷却(因与固体的导热方式相当的换热系数远大于惰性气体的对流传热系数)。因此，这种换热方式是粉体换热的最佳方式� 　　b)在冷却水一侧，由于不可避免地保留有相当数量的气体，使得旋转中的叶片有连续反�?与叶片旋转方向相�?旋转的气流在水中搅拌，因此促进了水侧换热的强化� 　　c)充分利用楔形叶片的特点精心布置两转子的叶片，使得相对运动的叶片占用空间最小，轴向尺寸最小。与同样换热面积的其他设备相比，单位体积的换热面积平均数高出1�?倍。而且由于轴向尺寸小，转子的弯曲载荷小，轴断面减小，整机重量轻；占地面积小，便于布置� 　　d)采用在叶片周边布置螺旋片的结构，从而增加了物料的轴向行进速度，提高了设备的处理能力� 2　凉碱机设计参� 　　生产能力�?0t/h(轻灰)　冷却水量�?00t/h 　　进碱温度�?60�?80℃　出碱温度�?0±5� 　　冷却水温升：8� 3　凉碱机试运行情况及分� 　　2006�?月份该凉碱机投入使用后，发现凉碱机原设计调节挡板下部走碱通道过大，试运行中机内料位较低，大部分叶片换热面暴露在料位之上不能充分利用，后来改为用手轮带动闸板调节料位后，基本解决了这一问题� 　　经过半年多的调试与改造，我们�?006�?0�?4�?0�?0�?0�?7�?�?0对凉碱机进行了查定，查定数据见表2� 　　1)从查定数据看，进碱量�?0�?5t/h，凉碱机前半部料位在转子中心线高度，出料段料位较低。在水量满足的情况下，凉碱机出碱温度(凉碱机出料口处取�?可降�?0℃以下，20�?5t/h条件下的水量均低�?00m3／h� 　　2)进碱量达�?0t/h左右时，通过调节出料挡板，凉碱机前半部分料位在转子中心线以上，几乎没过桨叶片，出料口料位达到转子桨叶中心线高度。在设计水量下，出碱温度基本达到要求；调大水量后，碱温下降，冷却水温差也下降� 　　3)当进碱量超过设计能力达到35t/h左右时，凉碱机料位比30t/h时略高，但出碱温度超�?5℃，加大冷却水量，冷却水温差减小，出碱温降的幅度也不大。虽然料位未达到最高极限，但因凉碱机内前后料位有一高度差，为防止进料口料位过高，造成进碱绞刀憋停，本次查定以此为最高料位� 　　4)查定期间正常情况下冷却水温升�?℃左右，低于设计值。分析原因有三方面，一方面凉碱机与炉气冷凝塔上水为同一总管，受冷疑塔调节水量的影响，凉碱机进水量和出水温升有一定波动。另一方面，为防止煅烧炉下汽量增加过快和闹正压使轻灰量骤然增加而憋停凉碱机，凉碱机出料挡板提的较高(即料位较�?，桨叶换热面利用率低，降低了凉碱机单位面积换热量。第三，叶片为碳钢制造，部分换热面上有轻微结疤，或者内部已产生结垢，影响传热效率� �?　凉碱机查定数� 日期时间 进碱� 冷却水量 进碱� 出碱� 冷却水温� 凉碱机电� 绞刀电流 t/h m3/h � � � A A 14�?0�?0�?6�?0 20�? 99 170 80 5�? 30 5 16�?0�?4�?0 19�? 85 168 83 5�? 30 5 15�?�?0�?�?0 24�? 97 167 79 6 32 5 8�?0�?6�?0 25�? 80 167 85 6�? 35 5 16�?0�?4�?0 30�? 100 169 85 7�? 35 5 16�?�?0�?�?0 31�? 125 170 81 6�? 35 5 8�?0�?6�?0 30�? 70 168 93 8�? 35 5 16�?0�?4�?0 35�? 100 171 101 6�? 35 5 17�?�?0�?�?0 34�? 150 172 97 5 35 5 　　注：14�?0�?4时前半部料位较高，出料端较低�?5日～17日出料端料位达到转子中心线� 　　5）运行中凉碱机电机电流稳定在30�?5A，且在最大负荷下调节料位时也比较稳定。根据该电机空载测试电流�?7A，以及电机低载时功率因数降低等因素近似计算其消耗功率在15�?0kW,而设计为55kW。表明设计功率过于保守，该机的电机功率富裕量较大� 4　初步结论和成� 　　纯碱行业首次应用螺旋式凉碱机始于2005年在山东联碱厂的60kt/a装置上。当时的设计和制造存在种种问题不能达到长期稳定地运行，断轴、断叶片等事故时有发生，给该厂的正常生产惹出不少麻烦，造成不小的损失。该厂的领导和有关人员，为此数年如一日坚持不懈地在实践中进行探索和改进，终于�?006年的一次大修改造之后达到了稳定运行状态。并使人们看到该机型诸多方面的优越性和放大开发中型机和大型机的可能性� 　　因此没有山东联碱厂领导和有关人员坚持不懈地努力，螺旋式凉碱机早被掷进垃圾堆，螺旋式凉碱机技术也可能就此自消自灭了� 　　中型规模螺旋式凉碱机的开发工作，现在仅仅是起步，考虑使用时间短，比起回转凉碱炉在设计、制造方面技术成熟程度相差甚远，今后还有大量工作要做，但就我们几个月来实践情况看，仍可以肯定如下初步成果和结论� 4�?　换热系数增大 　　螺旋式凉碱机的设计基础上换热面积增加一倍，生产能力增加到四倍的设计目标已基本实现，并且还有进一步提高到35t/h的可能性。这并不是简单的模型放大，而是使单位面积的换热�?K�?几乎提高一倍，这需要进一步挖掘桨叶动换热面高效换热的潜力，为此则需要改进换热元件的结构尺寸及相互运动的关系等� 　　根据查定数据表中15日数据计算传热系�?按设计换热面积值计�? 　　K=629kJ/m2.h.� 　　�?005年“石联厂”查定数据计算传热系� 　　K=349kJ/m2.h.� 4.2　螺旋式凉碱机凉碱机的优势 　　与纯碱行业应用最普遍、效果最佳、可靠性最高的回转凉碱机的部分设计和运行参数相比较，螺旋式凉碱机几个月来的查定数据初步显示出其明显的优势，其中最主要的是代表换热效率的K值指标。据回转凉碱的设计常规传热系数K=150�?50J/m2.h.�?此数据取自“纯碱生产工艺及设备设计手册�?显然较YL-2型的上述计算K值相差甚远。其次是YL-2型机的单位设备体积的换热面积为： 　　50m2�?.5m3�?1�?1m2／m3� 　　由此可知，同样生产能力下螺旋式凉碱机具有明显的重量轻、占地少、投资小、能力大等优点� 4�?　进一步大型化放大设计的可能� 　　由于该设备换热效率高，以及纯碱物料热容低，螺旋式凉碱机内物料停留时间只有2.5分钟，大型化设计只需要增加设备的横断面积，而不需要增加轴的规格。因此，大型化设计可能使机身结构更加经济合理。对开发用于重灰的凉碱机，由于重灰单位体积热容大，导热系数大，只要适当解决转子电流波动的问题，应用桨叶式换热元件，可能开发出效率更高的冷却设备� 4�?　存在问题 　　1)缺乏对转子转数、料位高度及功率消耗三个数量间相互依存关系的深入研究，因此功率的设计带有一定的盲目性，不得不保守从事。根据这次查定的电流看，可以适当幅度的降低设计选用的电机功率值� 　　2)如何有效地控制料位，既保证足够的料位以期达到足够的冷却能力，又要使功率不致过大，因此需要解决挡板的调节问题� 　　3)机内透水孔为?20，易发生结垢，堵塞水通路，但增加透水孔直径在制造上较困难，因此凉碱机需对桨叶定期清洗或改用软水、�/td>