分體式喂料螺旋部件的設(shè)計(jì)及優(yōu)點(diǎn)分析

于泳

摘 要：喂料器是蒸汽爆破預(yù)處理系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)秸稈、木片等物料具有壓縮、喂料的作用。喂料器的主要工作部件是喂料螺旋，其結(jié)構(gòu)可分為內(nèi)層和外層兩部分，內(nèi)層為碳鋼，外層為耐磨防腐不銹鋼。由于通常是在加酸或加堿的條件下進(jìn)行壓縮喂料，加之物料自身的可壓縮性較強(qiáng)，壓縮阻力主要集中在喂料螺旋的前端，因此對(duì)喂料螺旋的出料端磨損非常嚴(yán)重。對(duì)于喂料螺旋采用分體式設(shè)計(jì)形式，能夠有效降低設(shè)備的維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：喂料器；喂料螺旋；分體式設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.08.015

1 研究背景及原因

如圖1所示，喂料螺旋是秸稈物料蒸汽爆破系統(tǒng)中喂料裝置的主要工作部件，由于秸稈物料可壓縮性強(qiáng)，通常又是在含有酸或堿的情況下進(jìn)行壓縮，并且壓縮主要集中在喂料裝置的出料端，因此做為喂料裝置的主要工作零件，喂料螺旋出料端磨損非常嚴(yán)重。

為了保證蒸汽爆破設(shè)備的正常運(yùn)行，試驗(yàn)生產(chǎn)中需要經(jīng)常更換喂料螺旋，對(duì)于500 t/年纖維素乙醇的中試試驗(yàn)裝置，連續(xù)開機(jī)運(yùn)行30天就需更換一次喂料螺旋。而每次更換喂料螺旋時(shí)，均需要將其驅(qū)動(dòng)端的減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備拆卸，再將喂料螺旋從汽爆喂料裝置中整體抽出更換。維修費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低下，并且將喂料螺旋整體更換成本較高。

2 分體式喂料螺旋部件的結(jié)構(gòu)原理

針對(duì)上述喂料螺旋的磨損嚴(yán)重問題，特提出了分體式設(shè)計(jì)的理念。如圖2所示，分體式喂料螺旋主要由喂料段（1）和壓縮段（4）兩部分構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)原理是將喂料段和壓縮段通過左旋螺紋（5）組合成一根完整的喂料螺旋，連接部位通過外密封圈（2）和內(nèi)密封圈（3）密封，安裝前在左旋螺紋處涂螺紋密封脂后再與壓縮段連接。左旋螺紋既起到連接作用又傳遞扭矩。

該分體式喂料螺旋的特點(diǎn)是喂料段和壓縮段采用分體的設(shè)計(jì)形式，由于喂料段受磨損的程度明顯低于壓縮段，其使用壽命可延長至壓縮段的兩倍以上。因此，可對(duì)壓縮段進(jìn)行單獨(dú)更換，且更換時(shí)不需要拆卸喂料螺旋驅(qū)動(dòng)端的設(shè)備。同時(shí)，喂料段和壓縮段的工作層還可以采用不同的材料加工。分體式喂料螺旋的設(shè)計(jì)，既降低了設(shè)備的維護(hù)成本，又提高了維修效率。

3 分體式喂料螺旋部件的優(yōu)點(diǎn)

根據(jù)表中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，整體式喂料螺旋的外層材質(zhì)均為316L不銹鋼，最大外徑228 mm的喂料螺旋單價(jià)約35 000元。生產(chǎn)試驗(yàn)時(shí)，每天24 h開機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30天后，就需更換一根喂料螺旋，一年的備件成本在42萬元左右。而采用分體式的喂料螺旋，其喂料段采用304不銹鋼鍍層，壓縮段采用316L鍍層，相同型號(hào)的分體式喂料螺旋單價(jià)約30 000元。連續(xù)開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，喂料段每兩個(gè)月更換一次，壓縮段每月更換一次，年備件成本約27萬元，單項(xiàng)設(shè)備維護(hù)成本每年節(jié)省15萬元。

若采用蒸汽爆破的預(yù)處理工藝，以年產(chǎn)5萬t纖維素燃料乙醇的生產(chǎn)規(guī)模為例，將喂料螺旋改為分體式設(shè)計(jì)，按照目前的科學(xué)技術(shù)水平，每年可節(jié)約單項(xiàng)維護(hù)費(fèi)用500萬元左右。

4 結(jié)論

綜上所述，喂料螺旋的分體式設(shè)計(jì)能夠大大降低設(shè)備的維護(hù)成本，在目前的科學(xué)技術(shù)水平下，針對(duì)喂料螺旋的磨損嚴(yán)重問題是個(gè)可行的解決辦法。未來的研究，將會(huì)繼續(xù)探索新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，爭取在喂料螺旋的鍍層材料上有所突破，從耐磨材料角度徹底解決磨損嚴(yán)重問題，減少設(shè)備的維護(hù)次數(shù)，進(jìn)一步降低維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李良偉，王國焰.提高螺旋喂料器性能的技術(shù)措施[J].中華紙業(yè)，2017，38（12）：63.

[2] 戚江濤，李亞萍，蒙賀偉，等.螺旋給料裝置研究現(xiàn)狀分析及建議[J].新疆農(nóng)墾科技，2017，40（10）：30.