無動力風(fēng)機(jī)在拱形波紋鋼屋蓋上的應(yīng)用

劉自清

（云南三環(huán)中化化肥有限公司，云南 昆明 650113）

0 引言

云南三環(huán)中化化肥有限公司（以下簡稱“三環(huán)中化公司”）兩套60萬t/a磷銨裝置，采用西班牙INCRO公司的基礎(chǔ)設(shè)計，采用傳統(tǒng)法工藝。I期裝置于2008年初建成投產(chǎn)運行，II期裝置于2011年11月投產(chǎn)運行至今[1]。

磷銨產(chǎn)品是由液氨與磷酸在管式反應(yīng)器混合頭中進(jìn)行中和反應(yīng)，生成磷銨料漿，經(jīng)過管器反應(yīng)器噴口噴灑到造粒機(jī)內(nèi)種子物料上面完成造粒過程，后進(jìn)入干燥機(jī)中與熱風(fēng)爐來的熱空氣順流干燥，蒸發(fā)多余水份；經(jīng)過干燥后的物料進(jìn)入篩分系統(tǒng)進(jìn)行篩分，經(jīng)兩次篩分合格粒子進(jìn)入流化床冷卻器冷卻，降低產(chǎn)品溫度；后再進(jìn)入包裹筒，根據(jù)市場需要的顏色對合格品進(jìn)行包裹染色，完成包裹染色后的產(chǎn)品由最終皮帶輸送機(jī)送入散庫內(nèi)自然存放，根據(jù)產(chǎn)品市場流向情況及時組織包裝銷售。

經(jīng)過包裹染色的最終產(chǎn)品進(jìn)入散庫時溫度還有50～55℃，在產(chǎn)品堆存過程中，水份仍不斷蒸發(fā)，從產(chǎn)品顆粒內(nèi)部向外擴(kuò)散，并從產(chǎn)品料堆內(nèi)部向上向外擴(kuò)散。當(dāng)水份擴(kuò)散到物料堆頂一定位置時，由于散庫較為密閉、通風(fēng)性差，與散庫庫頂收集熱量達(dá)到平衡，蒸發(fā)的水汽不能及時移走，水份停留于平衡層，導(dǎo)致冷凝液回到物料堆頂部，由此導(dǎo)致物料鹽析潮解變色，最終形成不合格料。為使包裝后的產(chǎn)品不受這些不合格料的影響，包裝之前必須派人把這些不合格料人工剔除。這部分變質(zhì)產(chǎn)品若返回系統(tǒng)重新加工，則增加成本約60元/噸；

1 散庫如下圖所示

圖1 散庫結(jié)構(gòu)圖

散庫寬36米，長200米，拱頂高16.8米，共20個庫位；經(jīng)過包裹染色后的物料由布料皮帶機(jī)（2）放入散庫內(nèi)堆存；

解決措施對比：可通過兩種方式：①通過增設(shè)電力通風(fēng)系統(tǒng)，能夠大大減少磷銨成品散庫濕氣，但是初期投入過高，同時后期的維護(hù)費用和電能消耗也較大。②增加無動力風(fēng)機(jī)，散庫采用拱形波紋鋼屋蓋，并在拱形波紋鋼屋蓋中開設(shè)安裝孔，將無動力風(fēng)機(jī)安裝在拱形波紋鋼屋蓋的上方，利用無動力風(fēng)機(jī)特性將空氣進(jìn)行交換，能夠提高散庫內(nèi)通風(fēng)，減少磷銨成品散庫濕氣。通過兩個方案對比，最終在拱形波紋鋼屋蓋選擇增加無動力風(fēng)機(jī)的方案[2]。

2 對開孔后的拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核

將拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)中帶有波紋的底板和腹板等效成正交各向異性板，根據(jù)彈性理論和卡氏定理，按照等效薄膜剛度原則推導(dǎo)出波紋板的等效彈性常數(shù)的計算公式，建立起簡化的薄殼單元計算模型，對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性分析。得出結(jié)論，開孔不會對拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)開孔強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成實質(zhì)性的影響[3]。

3 實施

3.1 無動力風(fēng)機(jī)的選型

無動力風(fēng)機(jī)工作原理：通過自然風(fēng)速推動無動力風(fēng)機(jī)的渦輪旋轉(zhuǎn)或利用室內(nèi)外空氣壓差，通過壓差產(chǎn)生對流的原理，使空氣產(chǎn)生流動，加速產(chǎn)生為由下而上垂直的空氣流動，是提高散庫通風(fēng)換氣效果較好的一種裝置。

性能參數(shù)選型：TG600A型：喉口口徑600，渦輪球體直徑750，排風(fēng)量1500-5000（m3/h），重量11kg。

3.2 無動力風(fēng)機(jī)的安裝

圖2 無動力風(fēng)機(jī)安裝圖

如圖2所示：在拱形波紋鋼屋蓋1上開一個安裝孔11，在該孔上安裝無動力風(fēng)機(jī)2，安裝孔11的上方覆蓋有平面鋼板3，在平面鋼板3的通孔處安裝有調(diào)整座4，無動力風(fēng)機(jī)2通過調(diào)整座4安裝在平面鋼板3上，并使無動力風(fēng)機(jī)2的處于直立狀態(tài)[4]。

為了盡可能杜絕雨水從安裝孔中流入散庫中，平面鋼板3安裝必須確保以下幾點：①鋼板上緣必須插入脊梁的蓋板內(nèi)；②鋼板兩側(cè)向下折成直角，必須掩蓋屋面板的波峰；③平面鋼板成型后必須大于安裝孔的面積；

調(diào)整座4為中空的柱狀結(jié)構(gòu)，下部由環(huán)形墊片41與安裝架5連接后安裝在平面鋼板3上，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，調(diào)整4通過安裝架進(jìn)行安裝，為了方便調(diào)整座的安裝，環(huán)形墊片與調(diào)整座一體成型，確保結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。 環(huán)形墊片41與平面鋼板3之間設(shè)置有橡膠密封墊，橡膠密封墊能夠起到防水的作用，從而盡可能避免雨水從安裝孔中流入庫房，影響磷銨成品質(zhì)量。

安裝架5為兩個分支架拼接而成的環(huán)形框架，通過螺釘固定在平面鋼板3上，方便安裝和拆裝。環(huán)形墊片41的上表面上間隔設(shè)置有排水溝42，從環(huán)形墊片41的內(nèi)環(huán)朝向外環(huán)延伸。

4 項目收益

在散庫拱形波紋鋼屋蓋上安裝20個無動力風(fēng)機(jī)后散庫溫度較平常降低8℃，冷凝水能及時從無動力風(fēng)機(jī)排除，解決冷凝水對磷銨成品的污染，每月減少不合格磷銨產(chǎn)品返回系統(tǒng)1000噸，每月可節(jié)約生產(chǎn)費用6萬元，全年節(jié)省費用72萬元。

5 結(jié)語

國內(nèi)首次在超大跨度（跨度為36米）拱形波紋鋼屋蓋上開孔使用無動力風(fēng)機(jī)?？稍陬愃蒲b置，有散庫的裝置均可使用。