連云港堿廠3＃輕灰蒸汽煅燒爐系統(tǒng)檢修總結(jié)

閆 濤

（南化集團連云港堿廠，江蘇 連云港 222042）

連云港堿廠3＃輕灰蒸汽煅燒爐為1987年投用的φ3600×30000蒸汽式外返堿煅燒爐，由于使用年限過久，各部位均出現(xiàn)了不同程度的問題，嚴(yán)重影響了設(shè)備的穩(wěn)定和化工操作的平穩(wěn)性。2014年4月，我廠主要集中解決制約3＃輕灰爐滾圈等影響穩(wěn)定運行的故障，此次檢修是輕灰爐系統(tǒng)檢修項目建廠以來最多的一次，具體施工項目的技術(shù)總結(jié)如下。

1 前后滾圈的更換

1.1 更換前的狀況

爐頭爐尾滾圈外表面掉皮脫落、翻邊、失圓。導(dǎo)致爐體震動尤其在爐頭表現(xiàn)的尤為明顯，站在爐頭目測可觀察爐體左右晃動達(dá)30mm左右，更換前的3＃爐前滾圈損壞嚴(yán)重，滾圈的一側(cè)已經(jīng)無法與托輪接觸，僅半邊接觸。嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運行，只有降低爐速、限制負(fù)荷來維持運行。

滾圈的更換在連云港堿廠已經(jīng)有過多次的成功經(jīng)驗，此次施工的難點是齒圈和滾圈找正與安裝。2007年6月我廠曾對3＃輕灰煅燒爐爐尾滾圈進(jìn)行更換，同時更換了大齒圈、齒圈座，爐頭滾圈的大墊板、楔鐵、定位塊。施工后由于齒圈座與齒圈配合不好，小齒輪與大齒圈嚙合不均勻，齒頂隙沒有控制在合理范圍內(nèi)，φ36×180齒圈高壓連接螺栓頻繁斷裂。2008年4月“天津永利”通過調(diào)整齒圈座楔鐵的辦法暫時解決此問題。而今年的修理由于更換了齒圈底座，所以面臨同樣的齒圈找正問題。

1.2 修前準(zhǔn)備

增設(shè)“米”字型支撐：通過與大連化機施工人員的交流，在某堿廠曾發(fā)生過滾圈拆除后爐體變形成橢圓，導(dǎo)致滾圈無法套入的問題，不僅影響工期，而且直接影響滾圈的安裝精度。所以在拆除滾圈前要避免爐體的變形，此次采用了在爐內(nèi)對滾圈、齒圈及爐體加強圈等五處實施支撐，支撐材料用φ51厚壁鋼管，每個截面用8根鋼管支成米字形結(jié)構(gòu)，與爐體點焊，以防止拆除滾圈、齒圈時爐體變形。

齒圈利舊準(zhǔn)備：齒圈由于上述原因極有變形失圓的可能，本著能修不換，節(jié)約費用的原則。此次將拆下齒圈利用車削退刀槽的機會，同時找出齒圈的偏差，根據(jù)數(shù)據(jù)作出更換齒圈的具體修理方案。

1.3 檢修施工中的過程控制

1）拆除、粗裝安裝爐頭爐尾滾圈

2014年4月21日8：00，3＃輕灰煅燒爐更換滾圈、修理調(diào)整齒圈工作按期開工，由于要對齒圈上床車削以及土建工作的需要，所以第一步先拆除了主減速機、電機、主減速機鋼基礎(chǔ)、齒圈。隨后土建進(jìn)場破開混凝土，挖出損壞斷裂的預(yù)埋地腳螺栓。齒圈送廠家車削測量跳動量。第二步拆除進(jìn)料部分、拆除爐頭大法蘭、頂爐，割除爐頭自由端滾圈，爐尾固定端滾圈。拆除自由端滾圈后，選擇保留4組表面質(zhì)量較好且互成90°的墊鐵，刨除其余2組墊鐵，刨除時注意不要損傷爐體。將滾圈處爐體打磨干凈，要求高度差≤0.5mm，4組保留的墊鐵也要打磨光滑。將固定端滾圈和齒圈支承座順著爐頭套入爐體，利用行車、導(dǎo)鏈、千斤頂先后將固定端滾圈、齒圈支撐座緩慢吊至爐尾，放置在齒圈和固定端滾圈之間，新滾圈用支撐架固定支撐，以保留的4組墊板和原始安裝數(shù)據(jù)為參考基準(zhǔn)，按照圖紙技術(shù)要求在爐體上劃滾圈中心線，要求定位誤差≤1mm。利用行車、導(dǎo)鏈、千斤頂將自由端滾圈套裝滾圈墊板上。由于爐內(nèi)的米字支撐，爐體雖然變形但滾圈的套入基本順利的完成，但爐頭滾圈處變形依然較大。

使用3臺50噸千斤頂將爐頭滾圈壓入，安裝楔形墊板，通過調(diào)整楔形墊板，檢測滾圈內(nèi)徑與爐體間間隙對自由端滾圈進(jìn)行粗找正，找正合格后點焊對稱位置8組楔墊板。安裝駝輪，然后將爐體落到駝輪上，拆除頂爐支架，固定爐體，防止擋輪拆除后爐體下滑。

2）齒圈的粗找正

利舊的齒圈最大徑向跳動量達(dá)15mm；最大點在齒圈對把螺栓處。選取八點做好標(biāo)記。打表找出爐體的變形的最大點與最小點，做好標(biāo)記。在初次找正中將爐體最大徑跳量調(diào)整在6mm左右。

圖1 爐體齒圈處的徑向跳動量

六個齒圈支座按照標(biāo)記分別施焊焊接時注意爐體變形，變打表邊施焊，做好標(biāo)記。將齒圈座套在六個焊好的支座上，插入楔形墊板，將做好標(biāo)記的齒圈與做好標(biāo)記的支座對應(yīng)好，齒圈偏差對大點對應(yīng)爐體偏差最小點。在半齒圈的180°范圍內(nèi)找出與齒圈座三個誤差最小的螺栓孔，并找出最好的一個孔為基準(zhǔn)孔，將半齒圈的中部的螺栓孔與之配裝，用35CrMn銷軸式螺栓把緊，另兩個螺栓孔其中一個無偏差使用35CrMn銷軸式螺栓穿入把緊，另一個兩孔有偏差，用鉸刀絞孔后穿入35CrMn銷軸式螺栓并把緊。再次打進(jìn)此三個定位螺栓，將半齒圈其余螺栓依次填裝35CrMn雙頭高壓螺栓，有偏差的絞孔后安裝。此過程齒圈一定要處于自由狀態(tài)，不可以施加任何的外力。在半齒圈固定把好后，盤爐使之到爐體的正下方，同樣安裝另外的半齒圈，同時把緊兩半齒圈的對把螺栓，裝入固定鋼柱銷。根據(jù)之前做好的標(biāo)記先打緊齒圈偏差最小處的楔鐵，即齒圈對把螺栓的正對面。同時把緊對把螺栓直至兩半齒圈合縫。

3）齒圈的精找正

慢盤車邊打表，根據(jù)數(shù)據(jù)不斷調(diào)整楔鐵與齒圈座的緊度。直至齒圈的軸向，與徑向跳動的取值在合格的范圍之內(nèi)。通過不間斷的24小時盤車之后，再次打表精找齒圈，根據(jù)百分表讀數(shù)調(diào)整楔鐵的緊度，完成后固焊楔鐵與齒圈座。

圖2 最大軸向偏差為：1.8mm

圖3 最大徑向偏差為：2.9mm

4）精找自由端固定端滾圈

只有在精找齒圈合格后才可以精找滾圈。慢傳動盤爐，通過調(diào)整楔鐵，使?jié)L圈端跳、徑跳符合技術(shù)要求，然后將楔鐵緊固，焊牢。調(diào)整主減速機，使傳動小齒輪與齒圈嚙合情況符合技術(shù)要求。爐頭滾圈最終打表數(shù)據(jù)見圖4～圖7 。

圖5 最大徑向偏差為：0.7mm

圖6 最大軸向偏差為：1.9mm

圖7 最大徑向偏差為：0.4mm

表1 試車后的爐頭爐尾托輪溫升數(shù)據(jù)（℃）

2 預(yù)混器攪拌軸改造及更換

2.1 改造前的狀況

生產(chǎn)中重堿和爐內(nèi)返堿經(jīng)返堿下料器，氣封下料閥，堿塵螺旋等設(shè)備下料至預(yù)混器內(nèi)攪拌混合，并輸送至進(jìn)料中，物料進(jìn)入預(yù)混器時初期集中在北側(cè)，由于輕灰的飛揚性和系統(tǒng)經(jīng)常存在的正壓，導(dǎo)致預(yù)混器北側(cè)軸承處頻繁漏堿。而預(yù)混器的傳動端也集中在北側(cè)，預(yù)混器傳動端最靠近箱體的是兩盤軸承，外側(cè)是一對換向齒輪，主動軸的齒輪外側(cè)是另一套軸承與傳動鏈輪。攪拌螺旋軸與預(yù)混器的箱體是采用填料密封。當(dāng)物料從軸封處泄漏時，高溫物料使得填料極易老化，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)軸承進(jìn)堿，進(jìn)而導(dǎo)致軸承損壞（此情況在其余堿廠同樣存在）。

一旦軸承損壞檢修時必須拆除一對換向齒輪才可以更換軸承，造成檢修時間過長，由于現(xiàn)場環(huán)境差、溫度高、氨味刺鼻給檢維修人員的檢修工作帶來了極大的困難。

2.2 改造的準(zhǔn)備與施工

在此次改造前，對于預(yù)混器存在的問題充分考慮，結(jié)合原有結(jié)構(gòu)模式，車間技術(shù)人員和備件生產(chǎn)廠家多次對圖紙進(jìn)行會審、修改。此次改造安裝關(guān)鍵點有：①將原傳動端與尾端位置互換，使易損壞的傳動端避開集中下料的北側(cè)。②將換向齒輪放在靠近箱體的位置，軸承放在齒輪的外側(cè)。③減少一個軸承座。④填料函處的軸徑加長50mm，便于更換填料。⑤一對攪拌軸的漿片旋轉(zhuǎn)方向不變，該改造后減速機的轉(zhuǎn)向不變，變拉料為推料。

預(yù)混器一對攪拌軸的安裝配合由于初次施工，及時將施工中存在的缺陷改正。施工中發(fā)現(xiàn)預(yù)混器殼體下部不銹鋼弧板腐蝕脫落，及時卷制316L弧板補齊。土建的施工與新軸的安裝交替進(jìn)行，經(jīng)25天施工順利完成，帶料后性能超出預(yù)期想象，運行平穩(wěn)，密封問題徹底解決，且后續(xù)檢修維護方便。

2.3 剩余兩臺預(yù)混器的改造構(gòu)想

3＃預(yù)混器的改造成功為1＃、2＃預(yù)混器的改造提供了有力的技術(shù)支持和寶貴的經(jīng)驗。車間計劃將3＃換下的一對舊攪拌軸及前后端板修理后繼續(xù)使用。具體操作為：①卸下兩攪拌軸的軸頭部與尾部，按圖車削新的軸頭、軸尾。更換攪拌軸磨損腐蝕的攪拌葉片；按圖組對固定軸頭、軸尾在攪拌軸上；注意槳片的方向與鍵槽的位置。②修理前后端板的填料函，更換端板內(nèi)側(cè)的不銹鋼襯板。③按圖重新加工軸承座、鏈輪、換向齒輪。

在后續(xù)工作，車間不僅沒有因為設(shè)備改造而報廢備品備件，反而使這些舊的備件可以繼續(xù)服役，尤其是一對攪拌軸和前后端板的修理使用可以使該項目節(jié)約費用約40萬元。目前這一構(gòu)思得到了廠機。

3 熱堿液塔更換

3.1 更換前的狀況

3＃熱堿液塔由于使用多年，整塔腐蝕減薄，尤其是塔體液位段、人孔根部、進(jìn)出口管線根部等多處泄漏。塔體的泄漏不僅造成了熱堿液大量的浪費，而且導(dǎo)致了輕灰樓面污染嚴(yán)重，對建構(gòu)筑物破壞極大。前期雖然多次進(jìn)行消漏，但由于腐蝕嚴(yán)重，只有采取整體更換才能解決問題。

3.2 方案與施工

傳統(tǒng)的施工方案為提前采購一新塔，對舊塔進(jìn)行整體更換。本著節(jié)約的原則，現(xiàn)場確定塔頂和塔頂幾乎沒有腐蝕，完全可以利舊，于是采用了邊拆除舊塔，邊制作的方式，現(xiàn)場施工，此措施可節(jié)約備件費11萬元。

熱堿液塔直徑為2 800mm，高11 362mm。此次修理主要更換除塔頂和底座以外的塔體中部。更換部分尺寸為10 180×2 800mm。材料全部為我廠庫存的厚度為12mm的Q235碳鋼板，塔體由檢修車間卷制；同時自制316L材質(zhì)工字鋼梁，篦子板、液體分布器、塔內(nèi)部分填料換新，利舊的部分包括封頭、塔座、兩圈平臺護欄、部分填料及管線等。新塔的制作十分順利，但在拆除舊塔時，由于塔內(nèi)填料與熱堿液中的沉淀物板結(jié)到一起，預(yù)定的130噸吊車沒有吊動，集中大量的人力進(jìn)行清理后，使用300噸吊車將舊塔從五樓頂?shù)跸隆?/p>

新塔的安裝與附屬管線的恢復(fù)，以及填料的裝填都按正常的進(jìn)度執(zhí)行。塔內(nèi)注水試壓一次成功，所有焊點均達(dá)到設(shè)計要求。當(dāng)前全國堿行業(yè)產(chǎn)能過剩，行業(yè)之間的競爭十分激烈，廠內(nèi)努力壓降檢維修費用以降低成本。這次熱堿液塔的修舊方式，不僅節(jié)約了11萬元的成本，并且節(jié)約了大量的時間，積累了經(jīng)驗，為將來其它類似設(shè)備的檢修提供了技術(shù)支撐。

4 主減速機更換和基礎(chǔ)處理

4.1 檢修前的狀況

由于長期使用，主減速機高速軸軸徑變細(xì)，高速軸齒面有7個面磨損、損壞嚴(yán)重。同時由于前期大小齒輪嚙合等問題，導(dǎo)致主減速機的水泥基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓也多次出現(xiàn)斷裂，近幾年多次加固補焊預(yù)埋螺栓，但沒有根本解決問題。

4.2 主減速機的水泥基礎(chǔ)修理

主減速機水泥基礎(chǔ)的制作準(zhǔn)備：在更換滾圈、齒圈的同時，同步進(jìn)行主減速機水泥基礎(chǔ)破開，更換預(yù)埋地腳螺栓的工作。水泥基礎(chǔ)破開后，除更換5根損壞斷裂的原設(shè)計的預(yù)埋螺栓，再在南側(cè)增加兩根新的地腳，以加大強度。普通的混凝土無法滿足工期要求，后選取了“無收縮高強灌漿料”可以在48h內(nèi)達(dá)到最高強度的辦法完成了施工。

傳動機構(gòu)拆除后，土建進(jìn)場破開水泥，將5根斷裂的預(yù)埋螺栓挖出，溝深約1 000mm。將提前預(yù)制好的地腳按尺寸放入，南側(cè)增設(shè)兩根地腳。

使用“無收縮高強灌漿料”約4t，經(jīng)過48h最終固化，此土建施工8天。鋼基礎(chǔ)的安裝，使用斜度為3%的斜平尺找正鋼基礎(chǔ)與水泥基礎(chǔ)。墊實打緊預(yù)埋地腳螺栓后，二次灌漿。

5 進(jìn)料絞龍改進(jìn)

5.1 進(jìn)料絞龍前四圈的改進(jìn)

2014年3月初到4月中旬，我車間1＃、2＃、4＃、3＃輕灰爐進(jìn)料絞龍前四圈絞龍翅片連續(xù)腐蝕脫落，1＃、2＃還出現(xiàn)軸上包裹的不銹鋼皮腐蝕剝離，立柱斷裂，最多一次影響產(chǎn)量260余噸。

經(jīng)過對現(xiàn)場多臺進(jìn)料腐蝕情況總結(jié)，絞龍軸腐蝕段集中在頭部前2m的位置，此部位由于預(yù)混器下來的物料水分較大，加上與后端物料溫差較大，絞龍軸翅片受到的多種條件的影響，腐蝕尤為嚴(yán)重，而2m后的翅片及絞龍軸外包層腐蝕明顯減輕。針對這種情況，如果改變原有的修理模式，將前2m的防腐蝕層和翅片加厚，可以延長使用壽命2倍以上。

利用這次3＃系統(tǒng)大修理的機會，車間將易腐蝕的前四圈絞龍翅片由10mm厚度改為16mm材料為316L。

5.2 進(jìn)料絞龍軸改進(jìn)

絞龍軸的后段因遠(yuǎn)離下料段，未做改動，前端2 m將包裹軸的3mm厚316L不銹鋼皮改為厚度6 mm。立柱的外套管改為316L材質(zhì)10mm的厚壁鋼管。這樣的改動可以延長絞龍軸的使用周期，為設(shè)備長、穩(wěn)、優(yōu)運行提供了更有力的支持。

6 存在的不足

6.1 土建工作準(zhǔn)備不充分

在預(yù)混器基礎(chǔ)施工期間，由于前期計劃采用簡單的穿樓板加鋼板、長螺栓固定的模式，但在施工過程中，發(fā)現(xiàn)樓板內(nèi)層鋼筋網(wǎng)僅有一層，強度可能不夠，后重新制作水泥基礎(chǔ)，采用加班的方式才未影響工期。后期1＃、2＃預(yù)混器改造中，計劃提前將水泥基礎(chǔ)制作、養(yǎng)護。這樣在后續(xù)改造中僅需4天即可完成施工。

6.2 熱堿液塔填料結(jié)疤嚴(yán)重，超出預(yù)期想象

熱堿液塔填料結(jié)疤嚴(yán)重也是超出預(yù)期，在以往塔內(nèi)填料清理中，一天即可完成，但此次塔底圈液面以上填料結(jié)疤約3m，至填料柵板，占塔底圈2／5，液位不流動造成。23日煅燒車間組織扒塔內(nèi)填料，難度較大，即使用廢淡液沖洗，效果依然欠佳，最后僅清理3／5填料。在這種情況下，改變了原有整體分節(jié)吊裝的方式，采用了破壞性拆除，雖未影響整個工期，但導(dǎo)致了施工量增加20%。后對塔內(nèi)結(jié)疤填料取樣分析，結(jié)疤成分NaHCO3含量高，且有大量CaCO3，經(jīng)分析疑為小蘇打晶漿殘留造成。

［1］ 潘鴻恩.純堿生產(chǎn)設(shè)備檢修與防腐［M］.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1991