真空皮帶脫水機(jī)關(guān)鍵部件新工藝

王紅兵，魏曉波

（1.上海京唐環(huán)?？萍加邢薰?，上海 200231；2.上海七0四研究所，上海 200231）

石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)（即脫硫島或稱FGD系統(tǒng)）是一個完整的工藝系統(tǒng)，其主要由以下幾個分系統(tǒng)組成：煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等。石膏脫水系統(tǒng)作為脫硫島運(yùn)行的一個重要環(huán)節(jié)，特別是其中的二級脫水設(shè)備真空皮帶脫水機(jī)的正常運(yùn)行和維護(hù)是整個脫硫島正常運(yùn)行的重要保障，其工作的正常與否直接決定了脫硫的副產(chǎn)品石膏是拋棄還是可以再利用，并且還是脫硫系統(tǒng)環(huán)保與否的重要衡量指標(biāo)。下面就以國內(nèi)脫硫現(xiàn)場使用的真空皮帶脫水機(jī)為例闡述皮帶脫水機(jī)關(guān)鍵部件新的設(shè)計工藝。

1 設(shè)備概述

真空皮帶脫水機(jī)由分段連接的機(jī)架組成：一端支承著傳動滾筒，另一端支承著張緊滾筒。一條橡膠帶在傳動滾筒與張緊滾筒上連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。真空室布置在傳動滾筒和張緊滾筒之間，真空室與濾液總管是由撓性的真空保護(hù)軟管相連接，濾液總管傾斜安裝在脫水機(jī)的機(jī)架上并通過波紋管與氣液分離器相連接。水環(huán)式真空泵與氣液分離器連接，產(chǎn)生整個真空系統(tǒng)所需要的真空度。濾布包裹在橡膠帶上，橡膠帶與濾布同時同向轉(zhuǎn)動，由糾偏裝置控制濾布糾偏輥筒可以防止濾布在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中走偏，濾餅在濾布上成形，刮掃刀片幫助濾餅脫離濾布落入石膏料倉。

2 設(shè)備關(guān)鍵部件現(xiàn)行工藝分析及新工藝設(shè)計

真空皮帶脫水機(jī)關(guān)鍵部件主要有部件1支撐皮帶運(yùn)行的滑臺，部件2構(gòu)成真空系統(tǒng)的真空室，部件3濾布糾偏裝置。這三大部件的協(xié)調(diào)穩(wěn)定運(yùn)行基本上決定了整機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

2.1 滑臺的工藝設(shè)計

（1）滑臺現(xiàn)行工藝分析

在脫硫系統(tǒng)建設(shè)的初期，脫水機(jī)主要是引進(jìn)日本和德國的技術(shù)，在滑臺的設(shè)計上主要采用了如圖1所示的機(jī)構(gòu)。

圖1 皮帶機(jī)斷面結(jié)構(gòu)圖

圖2 滾筒結(jié)構(gòu)簡圖

在上面的結(jié)構(gòu)中，將離心風(fēng)機(jī)提供大量的空氣泵入空氣腔后，通過滑臺上的無數(shù)8毫米的小孔在滑臺上部形成氣墊均勻?qū)⑵衅?，以減少皮帶運(yùn)行過程中的阻力，這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：一是現(xiàn)場運(yùn)行噪音非常大，經(jīng)常超過80分貝；二是皮帶在被托起的過程中，極易使真空泄露從而導(dǎo)致脫水率高于10%，設(shè)備產(chǎn)出的石膏品質(zhì)受到了影響，不利于石膏的后期處理；三是該裝置安裝復(fù)雜，相互連接的結(jié)合面密封要求高，無形中使設(shè)備的成本高居不下。

（2）滑臺的新工藝設(shè)計

針對上述不足，我們在引進(jìn)設(shè)備后，首先去除了支撐風(fēng)機(jī)，將通入滑臺滑板的空氣改為壓力水，噪音的問題解決了，電機(jī)負(fù)荷減小了，石膏脫水率穩(wěn)定了，但隨之而來的問題是設(shè)備運(yùn)行中需要耗費(fèi)大量的工藝水，現(xiàn)場還會有廢水溢出，影響了現(xiàn)場的環(huán)境衛(wèi)生，并造成了水資源的浪費(fèi)。通過不斷的觀察，我借鑒了輸煤皮帶的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了新的工藝設(shè)計，將上述結(jié)構(gòu)改進(jìn)為如圖3所示的新結(jié)構(gòu)。

圖3 改進(jìn)后的實物圖

在這種結(jié)構(gòu)中，滾筒采用了鐵芯軸，滾面采用PP包附，將平面材質(zhì)的滑動支撐轉(zhuǎn)變?yōu)榱藞A筒的滾動支撐，取消了原滑臺的工藝水，減少了系統(tǒng)水的消耗，節(jié)約了水資源，滑臺的滑板變形為滾筒，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，大大減輕了設(shè)備整機(jī)質(zhì)量；滾筒支撐采用超高分子軸承座，克服了酸堿惡劣環(huán)境困饒的問題，在使用過程中基本不需要更換，同時又降低了設(shè)備成本，提升了產(chǎn)品的市場競爭力。

2.2 真空室的工藝設(shè)計

（1）真空室的工藝設(shè)計分析

真空室的設(shè)計最早在國外的引進(jìn)設(shè)備中基本沒有改進(jìn)，完全引用了國外的設(shè)計思路，就是每段真空室采用端（平）面密封并連接的方式,如圖4所示。

圖4 真空室端面連接示意圖

這種連接方式對設(shè)備環(huán)境要求相對較高，因為真空室所采用的材料是高密度聚乙烯，這種材料屬于新型材料，本身具有耐酸堿腐蝕，自潤滑性能優(yōu)異的特點(diǎn)，但其線膨脹系數(shù)比較高，溫度的反復(fù)變化或初始安裝時間隙調(diào)整不當(dāng)將會導(dǎo)致真空室A、B段處連接的松動并最終導(dǎo)致真空系統(tǒng)的泄露從而導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)行，不但增加了調(diào)節(jié)的工作量，而且設(shè)備運(yùn)行可靠性很差，需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)和調(diào)節(jié)才能保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

（2）真空室的新工藝設(shè)計

經(jīng)過一段時間的思考，我們對真空室的原始設(shè)計進(jìn)行了改動，在真空室A、B連接面處分別加工了凹槽和凸槽進(jìn)行連接，真空室通過凹、凸槽的配合，有效利用了該材料的膨脹性好的特點(diǎn)，在設(shè)備運(yùn)行過程中，通過凹凸部位材料的適當(dāng)膨脹使凹凸部分緊密結(jié)合，有效避免了真空的泄露，而且設(shè)備調(diào)整一次基本上一年左右就不用調(diào)整真空室的間隙，大大減少了維修和維護(hù)的工作量，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性。

圖5 真空室端面示意1

圖6 真空室端面示意2

2.2 濾布糾偏裝置的工藝設(shè)計

（1）濾布糾偏裝置現(xiàn)行工藝分析

在初始引進(jìn)國外設(shè)備的時候，為了降低成本因素，考慮到糾偏系統(tǒng)在國內(nèi)制造的技術(shù)比較成熟，就直接采用了造紙技術(shù)中的糾偏裝置。該裝置的糾偏底座由一對波紋氣胎、導(dǎo)棍軸承架和兩根配有直線軸承的導(dǎo)桿組成，通過糾偏控制盒和傳感器連接，由傳感器接觸濾布，通過傳感器位置的變化來保證濾布移動的直線性。

該裝置比較經(jīng)濟(jì)，但在使用過程中，發(fā)現(xiàn)了幾個問題：一是控制元件多，特別是由于儀用氣源的不純，易導(dǎo)致單向閥非常容易堵塞，從而使控制氣囊移動不靈活，影響了糾偏的靈活性，在嚴(yán)重時導(dǎo)致濾布跑偏從而影響設(shè)備的正常運(yùn)行；二是糾偏傳感器在惡劣的環(huán)境中非常容易銹蝕，必須經(jīng)常更換才能保持糾偏裝置的可靠運(yùn)行，有時糾偏的失靈極易導(dǎo)致濾布的變形和撕裂。

（2）濾布糾偏裝置的新工藝設(shè)計

為了提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和進(jìn)一步降低成本，我們根據(jù)控制原理，選用了無錫氣動研究所的一種三位四通的氣動糾偏控制轉(zhuǎn)閥，將該閥應(yīng)用在糾偏系統(tǒng)中，一舉取代了控制盒和傳感器，將原來的6個控制部件簡化為一個控制閥，簡化了控制元件，簡化了控制系統(tǒng)，進(jìn)而減少了維修點(diǎn)，又降低了20%的成本，新、舊糾偏控制裝置對比如圖7～8所示。

圖7 原控制裝置

圖8 新控制裝置

經(jīng)過上述三方面的工藝改進(jìn)，使脫水機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性得到了極大提升，同時，又減少了設(shè)備維護(hù)工作，降低了維修的費(fèi)用，并得到了用戶的一致好評。

3 結(jié)束語

真空皮帶脫水機(jī)在使用過程中還會出現(xiàn)其它有待改進(jìn)的地方，我們會不斷收集現(xiàn)場的使用情況，并及時進(jìn)行分析和整理，然后作出改進(jìn)設(shè)計，使脫水機(jī)更加符合現(xiàn)場的使用工況，減少現(xiàn)場的維修和維護(hù)，也希望其他從事該工作的朋友提出寶貴建議，一起提高和改進(jìn)設(shè)備的工藝性能。

[1]北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所.帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.