区家勤 王业勤
摘 要:本文针对陶瓷企业原料制粉设备——喷雾干燥塔存在的“跑湿料”问题,下力弄清问题发生的原因,并经多方尝试,找出了解决问题的办法——改喷枪、调分风、变浆管、严管理。
关键词:长喷枪;短喷枪;跑湿料;环形供浆管;喷浆压力;雾化效果
1 引言
生产设备大型化是当今世界制造业的必然趋势。我国作为世界制造业大国,已经从过去的大规模技术引进,国产化替代,逐步发展成为世界装备制造业技术的引领者。毋庸置疑,从生产成本下降、节约能源和经济效益提高等诸多方面,生产设备大型化的好处不胜枚举。生产设备大型化带来的许多新问题、新要求,都是我们这些生产决策者、管理者必须面对的,我们必须走出过去习惯思维的圈子,与时俱进,合理扬弃,才能使企业在严峻的市场形势下立于不败之地。
2 项目基本情况简介
笔者所在公司原料车间新改建的2#塔规格为9000型喷雾干燥塔,于今年三月初建成投产。该喷雾干燥塔采用全新的节能环保型设计,贯穿着现代大型喷雾干燥塔新的设计理念和技术。经旁通试产和带布袋除尘器试产,很快达到了产能设计要求。
但是自投产以来,喷雾干燥塔就存在不规律地大量掉湿料球现象(俗称“跑湿料”),造成人力和物料的浪费,产能和产品品质也受到很大影响。而且,“跑湿料”现象似无规律可循,工况好时连续几天不见“跑湿料”,差时"跑湿料"很频繁。此外还有一个明显特征,开旁通时"跑湿料"少些,开布袋除尘器后,"跑湿料"就多些。经多次检查和寻找原因,笔者发现部分喷枪雾化效果很不理想,尤其是生产粒度较细的粉料产品时,因供浆压力偏低,该状况尤为明显。
3 原因分析
缜密的分析来源于细致地调查与求证,必须抓住喷枪雾化效果不好这个特征,透过现象看本质,层层解剖,细致摸查,才能找出关键原因,制定出合理的解决办法。最终发现了以下几个方面:
(1) 长喷枪与短喷枪喷浆区相互交叉冲击,造成局部雾化效果不好。
这是摸查多次才发现的状况。按照设计,该喷雾干燥塔原采用长、短枪成对相邻相间配置,长喷枪长度为3.2米,短喷枪长度为2.2米。这也是原设计者根据大塔设计原理采取的配置。
据了解,3米以上的超长喷枪在喷雾干燥塔上使用较少,在10000型以上的大型、超大型喷雾干燥塔上才有使用。相应地,其结构形式和材质要求都应提高,才能适应大塔工况环境。
因长喷枪太长,刚性较弱,受力、受热易发生扰曲,改变喷射角度,清洗、更换也比较困难。若某支长喷枪扰曲过大,而又未能及时检查发现并加以调整,喷射方向会缓慢改变从而导致相互交叉冲击逐渐增多,“跑湿料”现象会逐步加重。
因长喷枪太长,有两个折弯,喷浆阻力也较大,浆液较稠时易发生堵塞,也易磨损。当喷浆压力较低时,也会使雾化效果变差,引起跑湿料。事实上,我们也已经发现了2#塔在生产中长喷枪确实比短喷枪易堵,经常需要清理。
(2) 喷雾干燥塔顶部热风管弯头入口偏心,造成分风器热风分配不均。
这是发动相关人员群策群力研讨得出的原因,由于2#塔是在原6000型塔场地上改建的,场地十分狭窄,安装空间受限,安装时有所疏忽,塔顶热风管弯头接口存在明显偏心。因热风管入口偏心,导致喷雾干燥塔内部热量分布不均,不同方向和部位温度差别较大,温度较低部位的料浆无法获得足够的蒸发热量,这也可能是“跑湿料”的原因之一。
(3) 环形供浆管供浆方式和连接方法不合理,造成各喷枪喷浆压力有差异,喷浆压力高的喷枪雾化效果好,喷浆压力低的喷枪雾化效果差。
这是厂际合作、相互交流得到的经验和心得,2#塔原配的环形供浆管为2条,每条环形供浆管均与3台柱塞泵相连接,柱塞泵采取2用1备工作制,连接方法见图1。
按图1的配置,喷枪在环形供浆管的位置不同,则喷浆压力会有差异。这是因为环形供浆管内的泥浆压力不均衡,随着喷枪距上浆口的距离增加依次逐渐递减,离上浆口位置越近,则喷浆压力越高;离上浆口位置越远,喷浆压力越低。
更为极端的情况下,若只开1台柱塞泵供浆,最远处喷枪压力衰减将更为严重,雾化效果更差,跑湿料将更加频繁。此外,这种供浆方式不仅会造成喷枪的压力差异,还会在环形供浆管内形成局部沉淀死角,很容易引起环形供浆管内浆料浓稠不均,甚至堵塞环形供浆管。
4 改进措施
根据以上分析,我们采取的改进措施如下:
(1) 采用单一长度的中长喷枪,取代原来的长、短相邻间隔配置。
经反复斟酌,并结合前一阶段的使用经验,新喷枪长度确定为2.7米,带1个向上折弯。经几次试装试喷,雾化效果明显改善,“跑湿料”现象得到有效控制。
(2) 在塔顶环形分风器前端,安装导流板,促进热风均衡分配。
采用热电阻温控仪在操作平台部位多点采样测量(铂热电阻探头插入塔内),塔内东北侧温度偏高,平均温度约440℃,西南侧温度偏低,平均温度约360℃,两者平均温差在70~90℃之间。以前的小型喷雾干燥塔微小偏心不可能产生如此大的温差。温差方向正好与热风管弯头入口方向对应:塔内东北侧(高温侧)为热风管弯头外侧,塔内西南侧(低温侧)为热风管弯头内侧。安装导流板时,笔者适当减小了外侧通风口径,延伸扩展了内侧通风口径。经几次试装试产和检测,现塔内平均温差已降低至20~30℃之间,也对雾化效果改善起到了一定作用。
(3) 改进环形供浆管供浆方式和连接方法,使各喷枪喷浆压力保持一致,并消除局部沉淀死角,改造方法见图2。
改造后,2条环形供浆管内的浆料能够借助各上浆口来料推力,在管内顺畅地逆时针连续循环回转,并使整条环形供浆管内迅速达到压力平衡,彻底消除了局部沉淀死角。在操作制度上也作出了新规定:正常生产时,柱塞泵严格执行“2用1备”作业制度,除特殊情况外,尽管1台柱塞泵供浆也能满足产能要求,仍要坚持采用双柱塞泵供浆,以稳定喷浆压力,达到最佳雾化效果,做到优质、高产、低消耗。
该项改造完成后的第一次试产,就取得了十分显著的效果,经反复检查观察,其雾化效果非常令人满意,跑湿料现象得到了根除。
(4) 加强管理,制定规范的操作规程,并严格执行。
2016年初以来,我司面对严酷的市场形势,提出了“管理从严,创新挖潜”的工作思路,全面推行了6S管理。原料车间各重要机台、各生产岗位、各产品要求等均制定了工艺及操作规程(如热风炉温度控制、柱塞泵压力控制、布袋除尘器控制等),从强化岗位职责入手,使上、下工序、机修、检验等形成了环环相扣的有机协调整体,既相互配合,又相互监督,为确保技改效果奠定了基础。
截止到6月中旬,2#塔已投产3个月。原设计产量为900 t/d,现在各产品平均产量约1050 t/d,粉料品质达到全优,完全达到了设计要求。
5 结语
当今世界,新技术、新装备层出不穷,企业的技术进步是永无止境的。若不能下定决心,认真钻研,迎头赶上,企业将会被激烈竞争的市场淘汰。在这一点上,我们仅仅是刚刚开始,未来还有很长的路等待我们探索。