制酸高温排风机快速切换装置的探索与应用

董佳伟, 黄春生, 朱 江, 李银江, 张 鑫

(楚雄滇中有色金属有限责任公司, 云南 楚雄 675000)



制酸高温排风机快速切换装置的探索与应用

董佳伟, 黄春生, 朱 江, 李银江, 张 鑫

(楚雄滇中有色金属有限责任公司, 云南 楚雄 675000)

本文介绍了一种新型快速人工手动切换装置在制酸高排风机的应用情况。该装置在维修过程中能快速打开管线法兰并在法兰之间插入盲板，节省人力和维修时间，能保证操作人员的安全性，方便检维修人员的现场操作。

快速； 切换； 装置； 盲板； 管道； 制酸

火法冶炼过程中产生大量的烟气，其特点是烟气温度高，含尘量大，波动范围大，并含有气态污染物SO2、SO3、AS2O3、Pb等。

本厂熔炼烟气经余热锅炉进行降温重力除尘，然后经电收尘除尘后进入制酸系统。进入电收尘的烟气经高温排风机吸入，为保证生产系统的正常运行，采用三台高温排风机对应两台电收尘作业，三台高温排风机两台主用一台备用，高排风机工作流程见图1。在实际生产过程中，由于烟气含尘大，经常由于某一台主用高排风机不能正常运行，需倒用备用风机进行设备的维护作业，此时整个熔炼、硫酸工艺系统需全部停产等待，造成很的经营损失。

图1 高排风机工作流程

图1中1#、2#电收尘对应1#、2#、3#高温排风机，1#、3#高温排风机为主用风机，2#高温排风机为备用风机。生产过程中若1#高温排风机发生故障，需倒用2#高温排风机时，需将1-1#，1-2#法兰位置打开，插入盲板，将4#、2-1#、2-2#法兰位置打开，插入通板，由于烟气管道为φ1 800 mm钢管，为达到良好的密封效果，原采用法兰加盲板的形式进行密封，开启难度较大，整个倒机过程需6 h。

最大限度地减少倒开风机的时间可有效减少因倒风机造成的生产损失，若采用电动阀门，因烟气含SO2高，含尘量大，腐蚀性大，使用过程中难以达到密封效果，而且造价较贵，综合效率较低。另外现场位置狭窄不利于使用电动盲板阀。为降低倒换阀的工作时间，降低工人劳动强度，保证生产过程的稳定，减少停机时间，需对现场使用盲板阀进行改造，以适应高温排风机的快速切换作业。

导致换机速度慢的原因是盲板在取和放的过程中都需要拆卸大量螺栓，若能减少拆卸时间则可有效减少换机时间。减少拆卸螺栓的时间有两种方式：一是减少螺栓数量，二是改变紧固方式。如采用减少螺栓的方式只有在螺栓大量减少的基础上才能有效减少拆卸时间，而且采用此方式仍需大量人力进行剩余螺栓的拆卸。相对第一种方式，采用千斤顶快速打开法兰和关闭法兰从而改变紧固方式，并使用盲板做密封阀芯是一种既经济又省力的方式，可在短时间内达到倒机的目的。此方式与盲板阀机构类似。

1 工作原理

块速切换装置详见图2。该装置设置在要求分离(切断)的部位，快速切换装置可使用原有法兰进行改造，由左右压紧支撑板(6个，同时做为螺旋千斤顶支座及顶开点)、中间盲板(通板)、压紧螺栓及楔板(6套)，螺旋千斤顶等组成，可以快速拆卸压紧螺栓。使用螺旋千斤顶顶开左右阀体，完成快速松开，拆除更换盲板(通板)的工作，达到启闭目的。

图2 快速切换装置

2 结构设计

采用螺旋千斤顶操作盲板的启闭，使用楔板进行夹紧，这样的压力能够使接触面密封，达到无泄漏的要求。

3 使用方式

松开压紧螺栓，用锤打出楔板，放入螺旋千斤顶，打开两法兰片，取出盲板，放入通板调整好位置，取出螺旋千斤顶，放入压紧螺栓打出楔板，调整紧固压紧螺栓，更换作业完成。

本装置主用特点是适应于要求使用空间小的环境，具有结构简单，投资少，性能可靠，操作方便快速等特点。

4 设计计算

4.1 盲板厚度计算

由于盲板关闭时，盲板受力最大，需对盲板厚度进行校核，将盲板按平板进行考虑，平板厚度计算是以圆平板应力分析为基础，计算时采用圆平板理论基础的经验公式，通过K来体现平板周边的支撑情况。

式中：W——密封面上垫片所产生的压紧力，MPa；LG——垫片密封基本宽度，mm；PC——计算压力，MPa；DC——垫片的平均直径，mm。

平板的临界厚度δP为：

式中：σ1——盲板材料的许用应力，MPa；φ——焊接接头系数。

如果盲板最薄处δmin(开槽之前盲板厚度减去上下开槽之后的厚度>δP，则盲板厚度满足要求。

4.2 压紧螺栓

压紧螺栓在该快速切换装置工作过程中主要受盲板夹紧过程的轴向力，根据压紧螺栓的横截面积设计尺寸A校核压紧螺栓的正应力σ为：

式中：F——压紧螺栓的内力，N；A——压紧螺栓的横截面积，mm2。

如果σ<σ(压紧螺栓的许用应力)，则压紧螺栓的设计符合强度要求。

5 生产运用

该装置运用于制酸烟气管道中高温排风机的倒机作业。烟气管道φ1 800 mm，改造前，拆除螺栓，再顶开两法兰片进行更换盲板及通板作业，每次作业时间需6 h，经改造为该快速切换装置后，由于减少了拆装螺栓时间，每次作业时间降低至20 min，并且减少了劳动强度，有效降低了系统的停机时间，操作作业较为简单、安全、快捷。

6 结语

该快速切换装置在实际生产中经多次使用，效果良好，能够较快速的完成管线的启闭，而且安全性能较高。在常规的维修、倒换机作业中能大幅度减少停车时间。该装置与传统成套的盲板阀相比具有更高的安全性，操作简单、快捷，投资较低，减少了大量的安装空间，工作性能良好。

[1] 王金平.盲板的厚度结算与使用[J].化工安全与环境，2004(10).

[2] 杨源泉.阀门设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3] 陆培文.实用阀门设计手册[M].北京:机械工业出版社， 2002.

Exploration and application of quick switching device in high temperature ventilator for acid-making

DONG Jia-wei, HUANG Chun-sheng, ZHU Jiang, LI Yin-jiang, ZHANG Xin

In this paper the practical application situation of a new quick manual switching device in high temperature ventilator for making-acid was introduced. In the process of maintenance, the pipe flange can be open and insert the blind plate between flanges quickly via this device, and such operations can save manpower and time to repair, guarantee the safety of operating staff, and enable site operation of maintenance staff convenient.

quick; switching; device; blind plate; pipeline; acid-making

董佳伟(1959—)，男，云南剑川人，主要从事有色冶金企业管理工作。

2014-- 02-- 19

2014-- 05-- 12

TQ111.1

B

1672-- 6103(2015)02-- 0051-- 02