純堿生產系統固體物料裝置孔蓋改進的探討

孟慶華，王 磊

(連云港堿業有限公司，江蘇 連云港 222042)

在純堿生產中，各純堿廠及研發機構基本都是將研究改進重點放在關鍵設備上，一些細節上的問題往往容易忽略，但是就是這些細節上的問題，經常會給純堿生產帶來意想不到的麻煩。在純堿生產輕重灰的過程中，一些溜管和設備本體上需要安裝一些觀察孔或者清理孔，方便日常生產操作中處理固體物料輸送過程中的問題，在各純堿生產企業和設備制造企業，對于觀察孔蓋沒有明確的標準，所以在制作和使用過程中出現各種型式的孔蓋，使用中的效果也各不相同。本文主要根據我公司在純堿生產系統的各種孔蓋進行研究，重點是固體物料輸送和生產裝置等使用的孔蓋進行分析，并將多年來對該項研究改進的結果進行總結，著眼點很小，但是對生產運行穩定和減輕操作人員負荷有很好的效果，希望能夠對各純堿生產企業及設備加工制造企業有所幫助。

1 純堿生產系統中孔蓋的作用及重要性

固體物料的輸送在純堿生產企業中還是比較多的，熱電工序、石灰工序、煅燒工序均存在各種固體物料的使用和輸送，由于在煅燒工序中，輕重灰的生產容易結疤，清理和觀察比較頻繁，設備和管線上使用的孔蓋較多，所以本文主要結合煅燒工序對各類孔蓋進行闡述。

裝置中使用的孔蓋基本有兩個用途，觀察或清理。煅燒工序的輕灰生產過程中，由于它的顆粒小、易飛揚、溫度高的物理特性，從濕重堿進入預混器開始至成品包裝，基本都是在密封裝置中運行；固體物料輸送設備包括預混器、氣封、進料、出料、返堿刮板、成品刮板、爐氣系統等等，為了方便日常巡檢和觀察物料運行情況，以上設備均裝有觀察孔蓋。同時在煅燒環節，濕重堿的處理過程中會產生大量的堿塵和水蒸汽，這些物質在各個設備中都容易產生大量的堿疤，一些堿疤對于設備的穩定運行造成嚴重的影響，需要定期清理，所以一些設備裝有清理孔蓋，主要用于清理設備內部的堿塊使用。

在重灰生產工序中，除了回轉類蒸汽煅燒爐，還有流化床，物料在流化床內部是處于沸騰狀態，根據生產需要，流化床的床體上裝配有大量的觀察孔和清理孔。

2 不符合要求的孔蓋所帶來的問題

純堿裝置現場的孔蓋大部分都是隨著設備一起進入生產工序的，也有一部分是后續生產中，為了操作要求后加的。大部分生產人員包括設備制造廠家多是關注設備本體，對于孔蓋的重要性關注度不夠，但是孔蓋雖小，要求還是比較高的，以下主要將使用不當的孔蓋所帶來的后果進行總結。

2.1 密封性不好，漏料、漏氣

輕重灰工序中，孔蓋不符合使用要求，帶來最大問題就是密封性不好，漏料、漏氣。由于輕重灰堆積性不大，流動性強，如果孔蓋之間有縫隙，很容易導致物料的泄漏，直接造成產品的損耗。漏料是很容易觀察到的，漏氣是很容易被忽略的，因為輕重灰生產過程，爐氣系統基本處于微負壓的操作狀態，生產波動時如果是正壓，就很容易看出孔蓋縫隙處的泄漏情況，但是在微負壓狀態時，觀察不是太明顯；由于孔蓋密封性不好，存在縫隙，在負壓作用下，大氣中的氣體會進入爐氣，導致爐氣濃度和溫度的下降，對于爐氣的回收造成嚴重的影響，同時也會加劇結疤的產生。

2.2 開關困難

純堿生產的煅燒工序，一些裝置上的孔蓋需要經常開關，特別在輕灰爐進料殼體上的孔蓋，單個重量達幾十公斤，用人力去裝卸和開關是非常危險，需要增加輔助鉸鏈。還有一些孔蓋在結構上缺陷，孔蓋處容易結堿疤，這些堿疤同樣也會造成孔蓋的開關困難，進而導致密封較差，所以孔蓋的結構根據現場使用要求是不一樣的。

2.3 故障率高

一些隨機安裝的孔蓋在設計制造過程中，由于結構和用料的問題，在實際操作過程中，強度不夠，很容易損壞，后期更換比較困難，也會影響到生產的穩定運行。

3 孔蓋的不斷升級改進

由于設備制造廠家的不同，煅燒工序現場所使用的孔蓋各不相同，質量也參差不齊，下文主要以孔蓋的結構、如何實施改進等方面進行分析總結。

3.1 普通型孔蓋

很多設備上使用短節、法蘭、盲板進行焊接，制作成孔蓋，更甚之，直接用一個短節和一塊鋼板做成孔蓋。后者制造的孔蓋密封性根本無法保證，基本不適合輕重灰裝置的使用。用短節、法蘭、盲板焊接制作的孔蓋，這種結構在液體輸送中或者不經常打開的設備上使用較多，但是在經常開關的孔蓋上不適合使用，螺栓的拆裝非常浪費時間，每次還要加密封墊片，也是存在缺陷的。

短節法蘭焊接的孔蓋，如果使用在清理過程中，為了保證螺栓拆裝方便，要存在一定長度的短節，也正是因為短節的存在，對清理設備內部的堿疤也會造成一定的影響。

3.2 凹凸型孔蓋

為了方便孔蓋的快速開關，減少拆卸緊固螺栓的時間，同時為了兼顧孔蓋的密封性，在后期的改進中，一種凹凸型結構的孔蓋逐步替代了法蘭、盲板式的孔蓋。孔和蓋上分別加工出凹槽和凸臺，形成子母扣的臺階結構，關閉后，可以起到很好的密封作用，而且還不用加密封墊片。孔蓋兩側安裝有緊固聯接裝置，可以方便孔蓋的快速開關和壓實。

通過現場實際使用觀察，這種孔蓋比法蘭盲板制作的孔蓋確實有了很大的進步，而且密封也能滿足要求，但是還是存在一些缺點：①凹槽內很容易結堿疤，有的凹槽還比較深，如果不清理掉堿疤，孔蓋的密閉性不容易得到保障。②一些用于清理的孔蓋處，由于要使用撬棍或鋼管等鐵器處理堿疤，如果碰到凹槽或凸臺，很容易導致變形，變形后，孔蓋的關閉就受到了影響。

圖1 凹凸孔蓋結構示意圖

3.3 孔蓋的輔助鉸鏈

上文提到的體積較大孔蓋，例如輕灰爐進料殼體側壁使用的孔蓋，由于進料殼體成桶狀，所以這個孔蓋要特殊制作，蓋子的內側與進料殼體的圓弧度相同，外部用鋼板焊接制作，空腔結構，正方形，單邊尺寸為800 mm左右，深度最大尺寸為300 mm左右，單個蓋子的重量達到幾十公斤。進料殼體內部清理堿疤、進料翅片檢修以及煅燒爐內部修理等等，均需要從這個孔蓋進入，所以它的開關頻率還是比較高的。如此大型的孔蓋，如果使用單邊螺桿聯接方式，由于深度較大，開關時非常困難；如果人工手抬安裝，蓋子一旦脫離，很容易將腳砸傷，危險性非常大。我公司根據現場實際使用情況，采用四連桿原理，制作孔蓋的輔助鉸鏈，使用輕便，一人即可完成開關，安全高效。主要結構見圖2。

圖2 輔助鉸鏈結構示意圖

3.4 一種性能優異的孔蓋結構(專利產品)

根據多年生產操作經驗，在輕重灰生產過程中，一種密封性好、開關簡便、安全可靠的孔蓋是非常必要的。在與相關設備制造廠家綜合研究和重復試驗后，制作出一種性能優異的孔蓋(已申請專利)，這種孔蓋不僅在輕重灰生產過程中使用，同樣在煤炭、石塊等固體物料，甚至液體輸送過程，都可以使用。主要結構見圖3。

1.壓桿 2.鉸鏈 3.短節 4.鎖緊裝置 5.蓋 6.硅膠密封圈圖3 改進后的孔蓋結構示意圖

改進后的孔蓋主要由壓桿、鉸鏈、短節、鎖緊裝置、蓋子、硅膠密封圈等幾部分組成，其中壓桿和鉸鏈與蓋子聯接在一起，耐高溫硅膠密封圈為成型產品，套裝在短節上，整體材質建議使用不銹鋼，耐腐蝕。

性能描述：

該孔蓋使用前，需進行金屬加工和焊接制作，相關聯部件如圖3所示。使用時，先將短節焊接在設備本體上，然后組合使用即可。總體來說，雖然制作過程比其他的孔蓋復雜，但是安裝使用后，輕便簡單，密封性好，使用壽命長，可以滿足各種尺寸和不同環境的使用。

該孔蓋最關鍵點，部件4鎖緊裝置和部件1壓桿的配合，部件4的鎖緊裝置上有一個橫桿，橫桿是卡在部件1壓桿下側的凹槽內，搬動壓桿，可以平放在蓋子的上部，由于鎖緊裝置的橫桿和凹槽配合時，隨著壓桿的移動和凹槽開口方位的變化，部件1和部件4便緊密的配合在一起，而且不容易脫落。壓桿采用杠桿原理，操作人員一手即可輕松搬動，開關非常靈活。

另外，短節與蓋子配合處，安裝了耐高溫硅膠條，硅膠條呈“n”形結構，卡在短節上，硅膠條是通用產品，價格低廉，很容易采購到。蓋子與硅膠條在上述壓緊結構的配合下，密封性非常好；同時蓋子為平板結構，對于短節口的要求不高，所以使用非常方便，短節可以為圓形或方形等其它形狀。在使用一兩年后，當硅膠條老化時，更換硅膠條即可，其余部件不用處理。