造粒噴頭裂紋分析與處理

周文博

（呼倫貝爾金新化工有限公司，內蒙古 海拉爾 021000）

呼倫貝爾金新化工有限公司80萬t/a合成氨尿素裝置于2012-07安裝完成并投用。項目引進國外制造的尿素造粒裝置，使用該裝置生產的尿素顆粒平均直徑為1.8 mm。2016-06，出于改造中顆粒尿素項目，增大造粒直徑到3 mm的需要，將原造粒噴頭更換為中造粒噴頭。中造粒噴頭連續使用2個月，在葉根焊縫處檢查出了開裂。針對裂紋情況進行了分析并實施了造粒噴頭改造修復，修復后的造粒噴頭連續使用2個月后，再次檢查出了裂紋。根據現場運行觀察，初步判斷開裂為振動所致。展開旋轉部件結構和固有頻率分析后，提出了改進措施。

1 尿素造粒裝置概述

1.1 造粒流程

尿素造粒流程示意圖見圖1。熔融尿素液質量分數99.7%、溫度140℃，來自蒸發系統，經熔融泵加壓至l.514 MPa后進入尿素造粒塔頂的造粒機。造粒機旋轉產生離心力，熔融尿素液在離心力作用下由造粒噴頭噴出，形成尿素小液滴。尿素小液滴在重力作用下和空氣冷卻作用下下降和降溫，逐漸冷卻固化成尿素顆粒。尿素顆粒先降落到造粒塔底面上，隨后進入刮料機，最后經皮帶運輸出塔。此流程產出尿素顆粒平均直徑1.8 mm，溫度約為 70 ℃［1-2］。

圖1 尿素造粒流程示圖

1.2 設備參數

尿素噴頭調速范圍50～380 r/min，正常工作轉速330 r/min。驅動電機功率3 kW，正常工作扭矩87 N·m。電機通過皮帶輪連接到主軸上，主軸上安裝有角接觸軸承和深溝球軸承，尿素溶液通過導液管進入到造粒噴頭內。造粒噴頭材質為6063 T5，底部通過鎖緊螺母與銷釘固定到主軸上起到傳遞扭矩的作用。……