50m3发酵罐的维修及改造技术

谢业东，农 琪

（广西工业职业技术学院，广西 南宁530001）

50m3发酵罐的维修及改造技术

谢业东，农 琪

（广西工业职业技术学院，广西 南宁530001）

介绍50m3发酵罐主体结构维修方法，并进行夹壳联轴器技术改造，方便机械密封的检修，提高维修的效率。

维修；改造；发酵罐；夹壳联轴器

发酵罐是生物、化工、医药、食品等生产企业的重要设备。由于制造、安装、使用、介质腐蚀以及周围环境等因素的影响，发酵罐使用到一定年限后，罐体的主体结构及重要零部件都需要进行不同程度的修理和维护，以保持设备良好的运行状态。本文以50m3发酵罐的维修及改造为例进行说明。

1 发酵罐修理前的准备工作［1］

（1）切断设备电源（拔掉电源熔断器），并经两次启动复查无误后，在电源开关处挂上禁止启动牌或上安全锁卡。

（2）清空发酵罐，清洗置换后，保持通风状态，并办理《设备内安全作业证》和《高处安全作业证》（50m3发酵罐内作业属高处作业），检修人员即可进入罐内检查与维修。

（3）设备内作业必须设作业监护人，监护人应由有经验的人员担任，监护人必须认真负责，坚守岗位，并与作业人员保持有效的联络。

（4）设备内应有足够的照明，照明电源必须是安全电压，灯具必须符合防潮、防爆等安全要求。

（5）在罐内维修工作面架设工作台，可在罐内壁上用角钢焊接水平骨架，然后在水平骨架上铺设踏脚板，修理工作结束后及时拆除。

（6）在发酵罐上椭圆形封头顶部的3个对称吊环悬挂3台1t手动葫芦，方便吊装。

2 发酵罐的检查与修理

2．1 发酵罐不锈钢衬里的检查与修理

不锈钢衬里穿孔渗漏及裂纹会造成发酵液染菌，严重影响发酵生产正常进行。

不锈钢衬里常见的故障有：局部腐蚀穿孔渗漏，裂纹，鼓包及突起等变形。

（1）不锈钢衬里穿孔渗漏及裂纹的检查与修理

不锈钢衬里由于焊接缺陷等原因，经常在焊缝处发生穿孔、裂纹。罐体内壁清洗干净后，会有比较明显的褐色发酵液渗出，也可采用无损检测的渗透剂做进一步检查确定穿孔及裂纹的确切位置和范围。

对于内壁出现的腐蚀、机械性穿孔、裂纹、砂眼等，可以直接补焊修复。

（2）不锈钢衬里鼓包及突起等变形的检查及修理

不锈钢衬里鼓包及突起等变形故障还是比较容易发现的，检修人员用安全电压照明灯进行检查即可。对于面积较小的鼓包，可用规格适当的手锤敲击复原。对于面积较大的突起变形，手锤敲击复原困难的，可将突起变形处钢板割去，更换新板，注意不锈钢衬里应按原样每隔一定距离钻直径3 mm的小孔，以方便不锈钢衬里与储罐主体钢板点焊。焊接完成后，应对焊缝进行渗透试验检查。

2．2 带轮传动装置的检查与修理

（1）带轮传动装置的检查

皮带张紧力的大小直接影响到皮带传动的效率和使用寿命。张紧力过小时，皮带传动过程中，由于缺少摩擦力，容易在带轮上打滑，使得皮带的磨损加快，传动效率大大降低；张紧力过大时，皮带受拉伸而降低使用寿命，轴件也容易产生弯曲变形，轴承受力过大而过早损坏。

检查皮带张紧力时，可在皮带与两带轮切点距离的中点处，施加一个垂直于皮带方向的载荷（可用弹簧称），根据皮带挠度的大小，来判断和检查皮带张紧力的大小。

在皮带传动中，规定皮带在测量载荷的作用下，皮带在两带轮切点距离L中，每100 mm长度上，其中点产生1．6 mm挠度的张紧力最为适宜，挠度计算公式为Y＝（1．6／100）L。

检查皮带张紧力时，所加的测量载荷的大小，与V形带的型号有关，其经验数值见表1［2］。

表1 V型带传动具有适当张紧力时所需测量载荷

（2）带轮传动装置的检查与修理

带轮传动装置的修理一般是更换皮带，更换皮带时，应注意：

①新V带应与原带型号、周长相同；

②新旧不同的V带不能混用，应更换同组所有V带，以保证每根皮带的张紧力相等；

③装拆时不能硬撬皮带，应先缩小中心距，套上带后再增大中心距，将带张紧到合适程度，并检查皮带张紧力是否符合规范。

2．3 发酵罐轴承的更换

发酵罐的轴承主要有：传动轴的向心球轴承和向心推力圆锥滚子轴承各1个；搅拌轴的2个中间轴承和1个底轴承。

（1）传动轴的向心球轴承和向心推力圆锥滚子轴承

更换传动轴的轴承时，应先利用发酵罐上椭圆形封头顶部对称布置的3台1t手动葫芦，通过钢丝绳悬挂支承在第一层涡轮搅拌桨上，以支承整个搅拌轴及其附件的重量，即可拆除传动轴下端的夹壳联轴器。然后按顺序起吊带传动保护罩，拆卸皮带、起吊从动带轮，拆卸轴承盖、起吊传动轴，即可更换向心球轴承和向心推力圆锥滚子轴承。

（2）搅拌轴的中间轴承和底轴承

主要是检查聚四氟乙烯轴瓦和铸铁轴套的磨损情况。磨损过大应更换备品配件。

2．4 发酵罐机械密封的检查与修理

机械密封拆卸时，须拆卸机械密封上部的夹壳联轴器。方法及步骤可参考2．3发酵罐轴承的检查与修理（1）。

（1）动环和静环摩擦面的检查与修理

机械密封拆卸后，应检查动环及静环摩擦面的磨损情况，可用90°角尺测量摩擦面对中心线的垂直度偏差，检查两摩擦面有无划痕、裂纹、凹陷缺陷。

如果两者的摩擦面磨损严重或出现裂纹等缺陷时，应更换新的备品配件。如果摩擦面上出现较浅的划痕，应用磨床进行磨削，然后在平板上进行研磨和抛光。研磨时，先粗磨，再精磨。摩擦面表面粗糙度Ra不大于0．2～0．4 μm， 摩擦面平面度偏差不大于1μm。研磨质量检验方法：使动环和静环的摩擦面贴合在一起，两者之间只能产生相对滑动，而不能用手掰开，则研磨质量合格。

（2）弹簧的检查与更换

机械密封是借助弹簧的弹力使动环和静环产生贴紧力来实现密封的。由于介质的腐蚀，弹簧会逐渐失去了原有的弹性，甚至断裂，从而影响机械密封的密封性能。因此，主要检查弹簧是否断裂、腐蚀。对于失去弹性的弹簧，应更换规格相同的新弹簧。

2．5 发酵罐冷却加热管组的修理

发酵罐冷却加热管组的用途是在发酵过程的不同阶段，用冷却水维持一定范围的发酵温度，发酵结束时，用过热水蒸汽加热发酵液，再用冷却水冷却后，发酵液即可压送到提取工段。

发酵罐冷却管组的故障主要是冷却加热管组内壁积垢过厚，影响管组的冷却或加热的传热效率。

可利用化学除垢法除去管组内壁的积垢，化学溶液可用浓度为5%～10%的盐酸溶液，为了防止溶液对设备的腐蚀作用，可在溶液中加入少量的缓蚀剂（小于1%）就可以显著降低溶液的腐蚀性，缓蚀剂形成了选择性腐蚀的条件，这时水垢被破坏和溶解，但不会腐蚀金属。缓蚀剂可用有机缓蚀剂，如磺化胶、淀粉及动物胶等。

管组可用离心泵循环流动清洗，清洗过程中，定期检查化学溶液的浓度并补充新鲜溶液，在除垢过程结束时，溶液的浓度应不低于原有浓度的1／2～1／3，再用足够的蒸汽和水进行洗涤。

3 夹壳联轴器的改造

3．1 原夹壳联轴器结构

在检修发酵罐的机械密封，特别是机械密封易损件（动环、静环）需要更换时，除了须拆卸传动轴上的夹壳联轴器外，还要起吊大皮带轮联接的传动轴，才能拆除并更换机械密封易损件。这样，既费工费时，也容易损坏轴上其他零件。因此，有必要对夹壳联轴器改造，便于机械密封维修，提高工作效率。

3．2 夹壳联轴器的改造

为了在不拆卸传动轴的情况下，也能进行机械密封的检修，原夹壳联轴器结构改造作如下考虑（见图1）。

图1 夹壳联轴器改造设计

（1）假设动环和静环的最大高度为h。联轴器经改造设计强度校核后，先对原夹壳联轴器夹持的一对轴进行改造，结构型式不变，轴径不变，对轴的夹持部分进行车削，各缩短h／2＋5 mm，预留出足够的空间，以便取出动环及静环。轴键槽先进行部分堆焊，以便加工出环槽，键槽待最后再重新加工。

（2）夹壳、半环及轴端的改造如图1所示。

4 结语

（1）发酵罐不锈钢衬里的穿孔和裂纹，应在单罐发酵液发生染菌时，引起重视。在对染菌的发酵罐清洗后，用照明灯仔细检查衬里有无穿孔和裂纹，以防止再次造成发酵液染菌。

（2）发酵罐冷却加热管组应定期用化学溶液清洗管内积垢，提高管组的冷却或加热的传热效率。

（3）夹壳联轴器的技术改造，除半环须重新加工新结构尺寸的半环外，基本是利用原夹壳联轴器及原夹持轴的零件材料进行改造，改造成本低，检修效率显著提高。

［1］ 张麦．化工机械安装修理［M］．北京：化学工业出版社，2007．

［2］ 赵振山．化工机械维修［M］．北京：化学工业出版社，1999．

Repair and Remake Technology on 50m3Fermentation Tank

XIE Ye-dong，NONG Qi
（Guangxi Industrial Vocational Technical College，Nanning 530001，China）

TS 920．5

B

1671-9905（2011）06-0064-03

谢业东（1966-），男，广西工业职业技术学院副教授，研究方向：化工机械设计与制造，通讯地址：广西南宁市秀灵路37号 广西工业职业技术学院，邮编：530001，电话：13978697139，电子信箱：xyd97139＠126．com

农琪（1969-），女，广西工业职业技术学院高工，研究方向：化工机械设计与制造，通讯地址：广西南宁市秀灵路37号广西工业职业技术学院，邮编：530001， 电话：13607873980， 电子信箱：nq07873980＠126．com

2011-02-17