槳葉式涼堿機的技術改造

馬中山，張志強，趙云剛

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

我公司純堿成品包裝采用聚丙烯編織袋內襯聚乙烯薄膜雙層包裝，當純堿溫度超過90℃時，包裝袋易于破損，而輕灰煅燒爐出堿溫度為180～210℃，雖經運輸存儲過程自然冷卻，仍然難以滿足包裝袋對溫度的要求，為達到適宜的包裝溫度，輕灰涼堿系統部分采用了YL系列涼堿機來降低堿溫。

1 設備簡介

1.1 涼堿機技術參數

我公司輕灰系統使用YL－2和YL－4槳葉式涼堿機共7臺，其技術參數如表1。

1.2 換熱原理

YL系列涼堿機采用楔形空心動葉片為基本換熱單元，冷卻水由裝有夾套的空心軸（見圖1）一端進入，通過夾套管內進入裝有折流板的動葉片，換熱后通過夾套管外部自轉子另一端回管網，轉子轉動時，槳葉攪動熱堿與冷水壁接觸進行冷卻。

表1 涼堿機技術參數

圖1 空心軸轉子簡圖

1.3 槳葉式涼堿機特點

該系列涼堿機單位耗能較低，而且為全封閉結構設計，避免現場堿塵飛揚，無需安裝除塵裝置，環境得到改善；結構簡單，易于維修。

2 存在問題及原因分析

2.1 存在問題

生產過程中，涼堿機兩根轉子在同步齒輪帶動下同步轉動，使用一段時間后，空心動葉片出現泄漏現象，造成產品結塊，設備內部結疤，泄漏部位主要集中在兩處，其一在葉片尖部，其二是動葉片上部蓋板兩側角焊縫部位，見圖2所示，尤其是不帶螺旋攪拌葉的動葉片。

圖2 楔形動葉片簡圖

2.2 原因分析

楔形動葉片是采用6mm碳鋼板制作的鉚焊件，各處均為角焊縫，由于該件高寬比較大，內部折流板與兩側板之間不能滿焊，一側采用點焊固定，制作完成后打壓時，點焊部位容易裂開，失去了折流板對動葉片整體強度的加固作用。同時葉片在旋轉過程中與純堿（尤其堿疤）之間存在摩擦，焊縫部位發生磨損，厚度減薄，強度下降，生產過程中，在水壓及葉片內外溫差等因素作用下，角焊縫應力集中部位易導致疲勞開裂。另外，焊接質量也是造成泄漏的原因之一。根據葉片損壞情況相比較而言，帶有攪動螺旋的動葉片（見圖1）蓋板角焊縫開裂較少，是由于螺旋對兩側板及蓋板之間的加強及保護作用。

3 改進措施

針對上述問題，經過與廠家交流，我們提出了以下幾點改進意見。

3.1 蓋板角焊縫部位的改進

將動葉片頂部弧形蓋板下降6～8mm，包于兩側壁板之間，采用角焊縫焊接，結構形式如圖3，保護焊縫不受堿疤磨損，同時蓋板上還可以增加加強筋進行加固，保證焊縫部位強度。

圖3 動葉片弧形蓋板改造簡圖

3.2 葉片尖角部位的改進

該部位設計了兩種改進方案，其一是采取“人”字形焊接，焊后外包角鋼；其二是采用鋼板加工制作燕尾形工件，改變兩側板在葉片尖部的焊接方式，見圖4。廠家技術人員經過認真分析和簡單試驗后認為：“人”字形焊接不易保證焊縫質量，焊肉薄了焊接強度不足，焊肉厚了影響角鋼外包質量，而第二種焊接方式既增強了葉片尖角部位耐磨能力，又方便焊接，增強了焊接強度，而且對焊縫部位的磨損也有所保護。

圖4 動葉片尖部改進結構

4 結 語

在今年訂購涼堿機轉子時，我們已要求廠家按上述改進方案進行加工制作，同時對焊接質量提出了更高的要求，以保證備件整體質量，適應生產使用。改進的效果需在生產過程中進行檢驗，改造成功涼堿機運轉周期將大大延長，同時也為其他單位的類似改造提供了參考。