無動力風機在拱形波紋鋼屋蓋上的應用

劉自清

（云南三環中化化肥有限公司，云南 昆明 650113）

0 引言

云南三環中化化肥有限公司（以下簡稱“三環中化公司”）兩套60萬t/a磷銨裝置，采用西班牙INCRO公司的基礎設計，采用傳統法工藝。I期裝置于2008年初建成投產運行，II期裝置于2011年11月投產運行至今[1]。

磷銨產品是由液氨與磷酸在管式反應器混合頭中進行中和反應，生成磷銨料漿，經過管器反應器噴口噴灑到造粒機內種子物料上面完成造粒過程，后進入干燥機中與熱風爐來的熱空氣順流干燥，蒸發多余水份；經過干燥后的物料進入篩分系統進行篩分，經兩次篩分合格粒子進入流化床冷卻器冷卻，降低產品溫度；后再進入包裹筒，根據市場需要的顏色對合格品進行包裹染色，完成包裹染色后的產品由最終皮帶輸送機送入散庫內自然存放，根據產品市場流向情況及時組織包裝銷售。

經過包裹染色的最終產品進入散庫時溫度還有50～55℃，在產品堆存過程中，水份仍不斷蒸發，從產品顆粒內部向外擴散，并從產品料堆內部向上向外擴散。當水份擴散到物料堆頂一定位置時，由于散庫較為密閉、通風性差，與散庫庫頂收集熱量達到平衡，蒸發的水汽不能及時移走，水份停留于平衡層，導致冷凝液回到物料堆頂部，由此導致物料鹽析潮解變色，最終形成不合格料。為使包裝后的產品不受這些不合格料的影響，包裝之前必須派人把這些不合格料人工剔除。這部分變質產品若返回系統重新加工，則增加成本約60元/噸；

1 散庫如下圖所示

圖1 散庫結構圖

散庫寬36米，長200米，拱頂高16.8米，共20個庫位；經過包裹染色后的物料由布料皮帶機（2）放入散庫內堆存；

解決措施對比：可通過兩種方式：①通過增設電力通風系統，能夠大大減少磷銨成品散庫濕氣，但是初期投入過高，同時后期的維護費用和電能消耗也較大。②增加無動力風機，散庫采用拱形波紋鋼屋蓋，并在拱形波紋鋼屋蓋中開設安裝孔，將無動力風機安裝在拱形波紋鋼屋蓋的上方，利用無動力風機特性將空氣進行交換，能夠提高散庫內通風，減少磷銨成品散庫濕氣。通過兩個方案對比，最終在拱形波紋鋼屋蓋選擇增加無動力風機的方案[2]。

2 對開孔后的拱形波紋鋼屋蓋結構進行強度和穩定性校核

將拱形波紋鋼屋蓋結構中帶有波紋的底板和腹板等效成正交各向異性板，根據彈性理論和卡氏定理，按照等效薄膜剛度原則推導出波紋板的等效彈性常數的計算公式，建立起簡化的薄殼單元計算模型，對該結構進行強度和穩定性分析。得出結論，開孔不會對拱形波紋鋼屋蓋結構開孔強度和穩定性造成實質性的影響[3]。

3 實施

3.1 無動力風機的選型

無動力風機工作原理：通過自然風速推動無動力風機的渦輪旋轉或利用室內外空氣壓差，通過壓差產生對流的原理，使空氣產生流動，加速產生為由下而上垂直的空氣流動，是提高散庫通風換氣效果較好的一種裝置。

性能參數選型：TG600A型：喉口口徑600，渦輪球體直徑750，排風量1500-5000（m3/h），重量11kg。

3.2 無動力風機的安裝

圖2 無動力風機安裝圖

如圖2所示：在拱形波紋鋼屋蓋1上開一個安裝孔11，在該孔上安裝無動力風機2，安裝孔11的上方覆蓋有平面鋼板3，在平面鋼板3的通孔處安裝有調整座4，無動力風機2通過調整座4安裝在平面鋼板3上，并使無動力風機2的處于直立狀態[4]。

為了盡可能杜絕雨水從安裝孔中流入散庫中，平面鋼板3安裝必須確保以下幾點：①鋼板上緣必須插入脊梁的蓋板內；②鋼板兩側向下折成直角，必須掩蓋屋面板的波峰；③平面鋼板成型后必須大于安裝孔的面積；

調整座4為中空的柱狀結構，下部由環形墊片41與安裝架5連接后安裝在平面鋼板3上，為了保證結構的穩定性，調整4通過安裝架進行安裝，為了方便調整座的安裝，環形墊片與調整座一體成型，確保結構更加穩固。 環形墊片41與平面鋼板3之間設置有橡膠密封墊，橡膠密封墊能夠起到防水的作用，從而盡可能避免雨水從安裝孔中流入庫房，影響磷銨成品質量。

安裝架5為兩個分支架拼接而成的環形框架，通過螺釘固定在平面鋼板3上，方便安裝和拆裝。環形墊片41的上表面上間隔設置有排水溝42，從環形墊片41的內環朝向外環延伸。

4 項目收益

在散庫拱形波紋鋼屋蓋上安裝20個無動力風機后散庫溫度較平常降低8℃，冷凝水能及時從無動力風機排除，解決冷凝水對磷銨成品的污染，每月減少不合格磷銨產品返回系統1000噸，每月可節約生產費用6萬元，全年節省費用72萬元。

5 結語

國內首次在超大跨度（跨度為36米）拱形波紋鋼屋蓋上開孔使用無動力風機。可在類似裝置，有散庫的裝置均可使用。