天鐵燒結布袋除塵器吊裝設施的設計與應用

孫錫榮（天津天鐵冶金集團有限公司燒結廠，河北涉縣 056404）

天鐵燒結布袋除塵器吊裝設施的設計與應用

孫錫榮（天津天鐵冶金集團有限公司燒結廠，河北涉縣 056404）

分析了天鐵燒結廠二燒車間配料室布袋除塵器檢修中遇到的吊裝困難的問題，針對JLZ---1000機械旋轉式反吹風布袋除塵器易損部件提出了相應的吊裝要求。根據現場實際情況，設計出簡單的吊裝設施，對主要受力點作了受力分析及強度、剛度的校核。生產實踐證明，該吊裝設施結構合理，安全性好，滿足了生產檢修工作的需要。

布袋除塵器 旋轉 桅桿 吊點 剛度 設計

1 前言

天鐵燒結廠二燒車間配料室現采用JLZ—1000機械旋轉式反吹風布袋除塵器。由于安裝位置較高，過去檢修一直采用大噸位汽車吊（一般要用50 t加長桿的吊車）來完成檢修任務，且每更換一次除塵器布袋至少也要七八個臺班。每個臺班按兩千元計算，更換一次除塵器布袋光吊裝費用就需要1.5萬元左右。后來由于配料室工藝改造，布袋除塵器又被其它建筑物阻擋，汽車吊車無法開進現場使用，造成布袋除塵器檢修困難，影響了設備的檢修及正常運行。為了盡快解決這一檢修難題，通過現場調查，查閱資料等，分析設備檢修更換部件的必要條件，設計出一種簡易吊裝設施并順利完成檢修工作任務。

2 JLZ—1000機械旋轉式反吹風布袋除塵器的主要易損部件

2.1 反吹風電動風機一臺，其主要作用是清除吸附在布袋上的除塵灰，電動機、風機轉子在運行中為易損部件，更換周期一般為一年。

2.2 旋轉壁及動力機構、減速機，作用是周期性將反吹風靠大臂旋轉來分配給布袋除塵器殼體內的252個布袋內，在運行中為易損部件，需周期性檢修更換。

2.3 布袋除塵器的布袋，共252件，做為布袋除塵器的主體部件，對進入布袋除塵器的粉塵起到除塵過濾作用，為易損部件，需要定期更換，一般為每年一至兩次（視磨損情況而定）。

3 更換易損部件的吊裝要求

3.1 反吹風電機、減速機

對吊裝設備沒有特別的吊裝要求，只要保證能夠安全的吊裝到位即可。

3.2 布袋除塵器的布袋吊裝要求

3.2.1 布袋吊裝高度在6 m以上。

3.2.2 每只布袋在除塵器內的位置不同，只能垂直起吊，而且要能夠進行360°旋轉，能夠進行變幅1.83 m。

3.2.3 布袋每只高度為5.35 m，重量為28 kg，內部用直徑為6 mm的圓鋼管作為骨架，在吊裝過程中不允許有變形，安裝時要求垂直裝入。

4 簡易吊裝設施的設計

4.1 吊裝設施的結構組成

見圖1。

圖1 吊裝設施結構

4.2 吊裝設施的設計

4.2.1 材料選擇

（1）桅桿的選用

選用φ159 mm×4.5 mm的無縫鋼管，長度7.5 m,重量為：G1=L×G01=7.5×17.5=131.25 kg

式中：L——無縫鋼管長度

G01——每米φ159 mm×4.5 mm無縫鋼管的重量，查得[1]：G01=17.5 kg

（2）吊重臂的選用

選用80 mm×43 mm的槽鋼，長度L=2.6m,兩根背對焊接成滑軌，重量為：

式中：G02——每米80 mm×43 mm槽鋼的重量，查得[3]G02為5.5 kg

（3）變幅行走輪的選用

水封拉鏈走輪四個，板式銷軸聯結，重量G3=8.5 kg。

（4）桅桿主支架及旋轉套的選用

選用18號工字鋼，長4.2 m，許用應力100 MPa，旋轉套為6D轉子軸套，G4=58 kg。

（5）鋼絲繩6×37+1---1550 MPa型，直徑為15 mm，長19.5 m,四根長共78 m，重量為：

式中：G05——6×37+1---1550 MPa型的鋼絲繩每米的重量，查得：G05為0.8 kg。

（6）起重索

吊裝較輕選用麻繩，直徑為17.5 mm。

4.2.2 吊裝設施的作用

（1）起升裝置

在除塵器頂部，作業人員利用麻繩通過三組定滑輪水平拉起或放下重物，達到垂直上升的目的。

（2）變幅裝置

變幅裝置可以調整吊物水平移動來使吊物到達除塵器徑向位置。

（3）旋轉桅桿

作業人員通過撥動桅桿轉炳，使桅桿帶動吊臂進行360°旋轉，保證吊物到達除塵器四周的各個角度。

（4）活動纜繩和支座

活動纜繩和支座對整個吊具起穩定作用，保證吊具安全可靠的使用。

4.2.3 各部位的受力分析計算

（1）總重量

式中：GJ——計算載荷，N

k——起重機構動載荷系數，額定起重量為50 kg時k=1.1[1]

G1G2G3G4G5——被吊設備的重量，N

G6——起升機構中額定起重量N

（2）纜風繩受力

式中：R變——360°旋轉變幅半徑，m

K——安全系數，取K=4.5

（3）桅桿軸心壓力

（4）吊裝滑輪出繩端拉力S產生的軸力N2：

式中:n——起重滑輪組工作繩數；

η——滑輪組效率；

G6——額定起重量;Ν。

（5）纜風繩張力對桅桿的軸向壓力N3

如圖2。

式中：M——吊具重量；

a——桅桿腳離滑輪組的鉛垂線距離；

b——由圖中計算出b=19.5;

g——直徑為18.5的鋼絲繩g=12.2× 10-3kN/m;

G——桅桿軸心壓力；

θ——桅桿風繩角度；

α——桅桿傾斜角度；80°

圖2 桅桿的受力簡圖

（6）桅桿自重對桅桿的軸向力

（7）桅桿中部C點總軸力

（8）桅桿頂部彎矩MA

式中：K——梯形截面形狀特性系數【1】

（9）桅桿中部彎矩MC

4.2.4 桅桿的穩定性校核

（1）桅桿力學性能

查《安裝起重工》中級表2—18知：φ159 mm× 4.5mm的鋼管截面系數W=82,截面積A=21.845 cm2,慣性半徑γ=5.46 cm2,長系比λ：

式中：μ—滑動摩擦系數；

L—桅桿長度；

γ—慣性半徑；

根據λ=137.3查得軸心受壓構件的穩定系數φ=0.32

（2）管式桅桿中部截面的穩定性校核

式中：Mc—桅桿中部彎矩；

Wc—管子截面系數

Nc—桅桿中部軸力

φ—軸心受壓構件的穩定系數

Ac—桅桿截面積

經校核桅桿可以安全使用。

4.2.5 工字梁的應力計算與校核

見圖3。

圖3 工字梁示意圖

（1）通過上面計算可知，作用在工字鋼中點載荷為G=3.7263,取F、E的支點反力

（2）根據載荷作用在梁中部，中部彎矩最大危險截面在中部，其中部的彎矩為:

（3）求工字梁中部的最大應力

式中：Wz—工字梁的截面系數Wz=181.34 cm3

（4）確定工字梁的安全性

因為σmax=21.58 MPa＜［σ］=100 MPa,故工字鋼滿足強度條件，可安全使用。

4.2.6 起重繩的選用

本設計最大起重重量為70 kg，所以：

式中：m—吊具重量；

G—起重繩最大吊起重量；

g—吊裝物動載荷系數

現有的吊裝繩為17.5 mm，故可安全使用，最大可吊重250 kg。

5 吊裝設施的應用效果

該吊裝設施具有性能好、結構合理、安全可靠、經濟使用等優良特點。自2004年6月份使用后能夠及時處理除塵器的各種故障，保證除塵器的正常運行，減少粉塵的排放，改善了崗位的環境污染。且每年可節約汽車臺班費用、檢修人工費等8萬余元。

6 結束語

針對二燒配料室布袋除塵器現場實際情況設計出的新型吊裝設施，解決了因場地狹小吊裝困難的問題。通過現場實踐應用證明設計是成功的。這也說明了在實際工作中遇到生產、檢修等困難問題后，只要我們科學分析、認真觀察、潛心研究，找到問題的關鍵所在，科學地制定出方案并加以認真的實施就能達到解決問題的目的。

[1]薛標.安裝起重工(中級)[M].北京：中國勞動社會保障出版社，1999.12～63.

[2]薛標.安裝起重工(高級)[M].北京：中國勞動社會保障出版社，1999.16～46.

[3]祝燮權.實用五金手冊[M].上海：上海科學技術出版社，1990. 17～83.

Design and Application of Lifting Device for Bag Filter of TIANTIE Sintering Plant

Sun Xirong

The author analyzes the lifting and installing problem encountered during the maintenance of the bag filter of material batching room at Secondary Sintering Plant,Sintering Subsidiary,TIANTIE,and puts forward relevant lifting requirement in terms of the wear and tear part of JLZ—1000 mechanical rotary anti-flushing bag filter.According to the actual conditions on site,a simple lifting device is designed and the main force bearing points are analyzed for force load and checked for strength and rigidity.Production practice shows that,the lifting device,with reasonable structure and good safety,meets maintenance requirement.

bag filter,rotation,mast,lifting point,rigidity,design

（收稿 2010－03－20責編趙實鳴）

孫錫榮2007年天津工程技術學院機械專業本科畢業，工程師。現任天鐵集團燒結廠環保科科長。