摻混肥裝置運(yùn)行中存在的問題及解決方法

張若冰（中海石油化學(xué)股份有限公司，海南東方 572600）

摻混肥裝置運(yùn)行中存在的問題及解決方法

張若冰
（中海石油化學(xué)股份有限公司，海南東方 572600）

介紹摻混肥裝置在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的故障和該裝置存在的一些設(shè)計(jì)缺陷；著重介紹在處理這些問題時(shí)的技術(shù)改造手段，為不斷優(yōu)化設(shè)備工藝參數(shù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

摻混肥裝置；攪拌；間隙；振動；改造

1　概述

摻混肥裝置（DPHB—50—630型全自動多功能配料混料包裝系統(tǒng)）是海洋石油富島有限公司復(fù)合肥部的重要生產(chǎn)裝置，由秦皇島三農(nóng)機(jī)械設(shè)備有限公司制造，本裝置集配料、混合、包裝于一體，可實(shí)現(xiàn)從25kg、40kg、50kg之間任意量程的配料、混合、包裝，分為投料單元、配料單元、混合單元、包裝單元。該裝置因產(chǎn)量低（10t/h）、故障率高在2015年進(jìn)行了升級改造，升級改造后該裝置的產(chǎn)能達(dá)到了15t/h，產(chǎn)能比原來提升了50%。改造后取消了原有的3臺提升機(jī)和1臺大傾角皮帶運(yùn)輸機(jī)，重新安裝1臺主提升機(jī)代替原有的提升機(jī)和大傾角皮帶輸送機(jī)，將人工在高位平臺上投料改為在地面上投料，將原有的定量配料秤安裝在地下基坑，在地下基坑再安裝1臺皮帶輸送機(jī)。這次改造極大地提高了投料作業(yè)的安全性，使員工直接在地面就可以完成投料工作，消除了在高處作業(yè)容易跌傷的安全隱患。另外原有提升機(jī)和大傾角輸送機(jī)的拆除，又為廠房節(jié)省了寶貴的空間，使廠房的布置更加合理。該裝置立面簡圖見圖1。

圖1　摻混肥裝置立面圖

工作流程為：

在PLC控制面板輸入產(chǎn)品配方后，將氮肥（緩釋尿素）、磷肥、鉀肥等基礎(chǔ)顆粒狀肥料，由人工投入原料倉，各種原料經(jīng)計(jì)量配料秤自動計(jì)量后，再由皮帶運(yùn)輸機(jī)送入提升機(jī)，再進(jìn)入混合攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌混合，混合均勻后的物料自動進(jìn)入自動包裝機(jī)進(jìn)行包裝，最后經(jīng)自動碼垛系統(tǒng)碼垛后入庫（見圖2）。

圖2　BB生產(chǎn)工藝流程圖

該裝置自2016年1月投用以來，不斷出現(xiàn)大大小小的故障，導(dǎo)致生產(chǎn)經(jīng)常性間斷，為使這套裝置能夠順暢運(yùn)行，根據(jù)這套裝置經(jīng)常出現(xiàn)的故障做了針對性的技術(shù)改造工作。

2　出現(xiàn)的故障模式及處理方式

2.1大小給料機(jī)軸銷松動

基坑配料秤大小給料機(jī)的軸銷容易松動。大小給料機(jī)運(yùn)行幾個(gè)班次后，固定軸梢的定位螺絲就開始松動，導(dǎo)致大小給料機(jī)門無法關(guān)緊，漏料嚴(yán)重。檢查過程中發(fā)現(xiàn)，固定定位螺絲的螺母焊點(diǎn)過于單薄，螺栓如果用力頂緊，就導(dǎo)致螺母脫焊，從而導(dǎo)致漏料。

解決方法：將原先的定位螺母補(bǔ)焊，原先為點(diǎn)焊式，現(xiàn)改為滿焊，用電鉆在與螺母相對應(yīng)位置的軸上加工直徑為Φ8.5mm、深度為5mm的盲孔，上緊螺栓時(shí)使正好頂緊在盲孔上。在軸銷與軸套的另一端再加焊一處（長度為6mm左右），用以增加連接強(qiáng)度。改造以后此故障完全消失。

2.2鏈輪與鏈條打滑現(xiàn)象

提升機(jī)底部無張緊裝置，底部自重過輕，摩擦力過小，在潮濕天氣運(yùn)行時(shí)，鏈輪和鏈條容易發(fā)生打滑現(xiàn)象，無法正常送料。

解決方法：根據(jù)該提升機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在提升機(jī)底部安裝懸臂式張緊裝置，利用配重的自重來增大鏈輪與鏈條的摩擦力并保持張緊力穩(wěn)定不變。同時(shí)這種張緊裝置還具備一定的調(diào)節(jié)位移可以自動補(bǔ)償鏈條的彈性變形和永久變形。實(shí)踐中采用兩根1.8m長的16a槽鋼作為懸臂分別安裝在提升機(jī)底部從動軸兩端，懸臂長度設(shè)定為2m，再在槽鋼邊緣處不斷增加配重來測試鏈輪與鏈條的摩擦力，當(dāng)把配重逐漸增加到50kg時(shí)，鏈條順利地運(yùn)轉(zhuǎn)起來。通過這次改造有效地消除了鏈輪與鏈條的打滑現(xiàn)象。改造示意圖見圖3。

圖3　懸臂式張緊裝置示意圖

2.3產(chǎn)品質(zhì)量存在攪拌不均現(xiàn)象

摻混肥在生產(chǎn)過程中，通過攪拌機(jī)可以使氮、磷、鉀等物料充分混合，從而提高混合的均勻度，使養(yǎng)分均勻分布。

但是初期生產(chǎn)的產(chǎn)品抽檢時(shí)卻發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量不合格現(xiàn)象，通過打開觀察孔仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)在攪拌過程中，因攪拌葉片外邊緣與殼體間隙過大，攪拌機(jī)在進(jìn)行攪拌時(shí)有部分氮、磷、鉀等物料滯留在底部得不到充分混合，原料甚至產(chǎn)生分層現(xiàn)象。由此判斷為攪拌缸存在設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量不合格現(xiàn)象。

解決方法：測量攪拌葉片外翼與攪拌缸間隙有25mm，決定將間隙縮小為10mm來增大攪拌面積，取6mm厚的304不銹鋼板截成矩形，尺寸為寬60mm，長度200mm，數(shù)量6塊，分別安裝在攪拌葉片外邊緣，安裝位置采用對稱式安裝，保持原有平衡不變。從而在攪拌時(shí)有效地提高原料的摻混程度，且能把較大的物料破碎，保證了各種物料均勻分布，使養(yǎng)分結(jié)構(gòu)在任何部分都能達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。試生產(chǎn)后經(jīng)過多次抽檢，產(chǎn)品質(zhì)量合格率均達(dá)到100%。

2.4提升機(jī)主動輥兩軸端漏料問題

提升機(jī)在將原料往上提送時(shí)，有部分原料不斷從頂端主動輥兩端孔隙中漏出，導(dǎo)致平臺上到處都是落地料，一是造成了原料的浪費(fèi)、二是漏料對兩端的主動輥軸承造成了嚴(yán)重腐蝕。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)主動輥兩端軸徑為Φ100mm，而機(jī)殼外孔為Φ140mm，單邊間隙達(dá)到20mm，顯然這么大的間隙無法將原料密封在提升機(jī)內(nèi)部。

解決方法：車床加工兩個(gè)半圓壓蓋，直徑為Φ102mm，厚度為4mm，材質(zhì)為304不銹鋼，先在機(jī)殼上鉆孔攻絲，再用螺栓緊固的方式將兩塊半圓壓蓋固定在機(jī)殼的外孔上，用以縮小軸徑與機(jī)殼外孔的間隙，使單邊間隙不超過1mm，最后再以毛氈封堵其余細(xì)小的縫隙，再將兩端被腐蝕軸承更換。改造后運(yùn)行至今，漏料現(xiàn)象完全消除，同時(shí)也有效延長了主動輥軸承的使用壽命。

2.5提升減速機(jī)振動過大

減速機(jī)在運(yùn)行中振動過大，經(jīng)測振儀檢測，振動烈度為29.5mm/s，嚴(yán)重超標(biāo)。停車后發(fā)現(xiàn)一是減速機(jī)與主動輥不對中，減速機(jī)比主動輥低3mm。判斷原因是支撐減速機(jī)的支座剛性不足，產(chǎn)生一定撓度變形，造成了對中不良。二是減速機(jī)的皮帶輪與軸徑形成了間隙配合，軸的外徑發(fā)生了磨損，經(jīng)測量直徑為42.65mm，皮帶輪的內(nèi)孔也發(fā)生了磨損，測量直徑為44mm，軸與孔單邊有0.8mm的間隙。這樣當(dāng)減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，減速機(jī)的皮帶輪與軸就不斷發(fā)生碰撞導(dǎo)致振動嚴(yán)重超標(biāo)，產(chǎn)生這個(gè)故障的原因判斷為皮帶輪內(nèi)孔加工尺寸偏差過大，在初始安裝時(shí)存在微微松動的現(xiàn)象，在運(yùn)行中磨損逐漸加劇最后導(dǎo)致振動超標(biāo)。

解決方法：第一步是在減速機(jī)支座安裝墊鐵重新找正對中，消除誤差；第二步是在減速機(jī)皮帶輪孔加裝厚度為0.75mm銅片，再車床加工定位軸套，內(nèi)孔為Φ43mm、長度為35mm，安裝在皮帶輪內(nèi)端與減速機(jī)軸肩處，此舉是為了控制皮帶輪前后竄動；在軸徑上均勻涂覆鎖固劑后裝上皮帶輪，在軸的外側(cè)加裝一個(gè)定位壓板，用M16螺栓旋緊在軸端將皮帶輪鎖住。完成以上工作后重新開車，振動大幅減小，經(jīng)測振儀檢測：振動烈度為6mm/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于檢修前的數(shù)值，目前數(shù)據(jù)仍有些偏大，但是考慮到提升機(jī)高度為10m，在提升物料時(shí)本身存在一定晃動，因此這個(gè)振動是在合理范圍之內(nèi)。

2.6對投料通道進(jìn)行技術(shù)改造

公司每年有5 000t左右的小顆粒尿素需要包裝，這些小顆粒尿素按照常規(guī)生產(chǎn)流程只能經(jīng)由投料平臺投入原料倉，再由皮帶運(yùn)輸機(jī)導(dǎo)入提升機(jī)后才能包裝，這樣一來只有當(dāng)配料秤、大小給料機(jī)以及皮帶運(yùn)輸機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才能進(jìn)行生產(chǎn)，而小顆粒尿素為單一原料不需要配比，因此包裝小顆粒尿素完全可以繞開以上流程。為優(yōu)化工藝流程提高生產(chǎn)效率經(jīng)與有關(guān)工藝人員共同研究討論，最終做出技術(shù)改造方案如下：

在提升機(jī)西南側(cè)平臺開300mm×200mm長方孔，將截面為同樣尺寸的不銹鋼方管（長度2.8m）由此孔向下直接安裝到基坑內(nèi)部的提升機(jī)進(jìn)料斗上，上下兩端以焊接方式固定。方管安裝好后，小顆粒尿素就可以直接由此通道投入提升機(jī)，而不需要再經(jīng)過投料平臺→原料倉→大小給料機(jī)→配料秤→皮帶運(yùn)輸機(jī)→提升機(jī)的流程。這次技術(shù)改造節(jié)省了電力消耗，降低了機(jī)械磨損，提高了基坑內(nèi)部設(shè)備的使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

投料位置如圖4平面圖所示。

圖4　小顆粒尿素投料位置示意圖

3　結(jié)語

通過以上幾個(gè)方面的檢修與改造，使該套摻混肥裝置進(jìn)入了良性運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，故障率大幅減少，生產(chǎn)效率有效提高。但是目前還有諸多不盡如人意之處，例如基坑內(nèi)的運(yùn)輸皮帶更換非常困難、提升機(jī)頂部的支撐架剛度不夠、傳感器使用壽命短等。這些不足仍然制約著摻混肥裝置的長期運(yùn)行，今后隨著對這套裝置的不斷深化運(yùn)用，將繼續(xù)對這套裝置進(jìn)行優(yōu)化改造。

［1］ 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

［2］ 楊國安.機(jī)械設(shè)備故障診斷使用技術(shù)［M］.北京：中國石化出版社，2010.

［3］ 秦大同，謝里陽.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］·單行本：潤滑與密封設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

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