DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.06.065
论新型无轴螺旋输送机研发应用①
钱尧翎
(浙江中科兴环能设备有限公司 浙江杭州 310000)
摘 要:针对难于输送的物料,如,生活垃圾、生物质秸秆、高温炉渣、粘性极强的污泥等物料,提出了一种全新的输送方法和设备——一种高强度、大输送量、抗缠绕、堵塞性能极强的无轴螺旋输送机。关键词:缠绕 堵塞 粘性 高强度 无轴螺旋中图分类号:TH138
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2016)02(c)-0065-02
特别是垃圾处理、生物质发电、污泥处理行业存在着大量的难于输送的极易缠绕、堵塞的物料和粘性极强的物料,现有的各种输送方法和设备都无法顺畅地输送这些物料。例如:垃圾焚烧发电行业,怎么样把垃圾顺畅稳定的送入流化床锅炉一直困扰着这个行业的发展;生物质发电行业如何把极具缠绕的、轻抛生物质秸秆送入发电锅炉始终是摆在人们面前急需解决的难题;污泥处理行业粘性极强的污泥如何实现连续顺畅的输送也是阻碍这个行业发展的一个瓶颈。
随着环保、新能源行业的发展急需一种抗缠绕、堵塞性能强的,又要密闭环保的、又能连续稳定均匀给料的输送装备,为此进行了无轴螺旋输送机的研发与创新。
无轴螺旋输送机要解决如下技术问题。
(1)要解决物料输送过程中顺畅地输送物料,克服物料堵塞现象的出现。
(2)保证无轴螺旋体具有足够的强度和耐磨性,从而使无轴螺旋体使用寿命最低达到26万小时。
(3)整机采用严密的封闭结构,防止物料和烟气的外泄,使物料输送过程稳定可靠。
为了解决上述技术问题,从以下几个方面进行研发与创新。
料,螺旋叶片就有可能被挤压变形。为此研发了第二代阶梯型螺旋叶片,这种结构螺旋叶片在无轴螺旋的内环断面的侧面加厚,大大加强了螺旋叶片的强度和使用寿命,也就增强了抗缠绕、堵塞的能力。随着无轴螺旋输送机在环保、新能源行业的扩大应用,不断地探索,从强度、耐磨性和使用寿命等方面加以研究,研发出第三代梯形螺旋叶片,这种结构的螺旋叶片具有了足够的强度,耐磨性能也大大低增强,在垃圾处理、生物质发电、污泥处理行业得到了广泛的应用。另外在螺旋叶片的材质可以根据输送不同物料
2 整机的密封结构
无轴螺旋输送机被广泛用作垃圾焚烧发电、生物质发电行业炉前给料设备,那整机的密封是非常重要的,为此,首先整机采用全密封结构,即螺旋机上盖与机壳之间采用橡胶垫,用螺栓把上盖与机壳连接,上盖之间的搭接处也采用橡胶垫。在此基础上对无轴螺旋输送机出料口与锅炉接口之间增设重锤式、弹簧式防烟门,防止锅炉的回火和烟气的跑冒。从而保证了锅炉的稳定工作,也使无轴螺旋输送机成为理想的炉前给料设备。
3 无轴螺旋输送机的应用
(1)在垃圾处理行业中的应用:采用加强型第三代无轴螺旋叶片结构的无轴螺旋输送机,输送扭矩大,螺旋叶片不易变形;整机密封设计,能直接与发电锅炉连接,锁风效果好,热量损失小,并且减少了对机器周围的环境污染。成为垃圾焚烧发电行业炉前给料设备:经国内垃圾发电龙头企业——锦江集团,以及其他垃圾发电等40多家企业应用证明:由于采用了无轴螺旋输送机作为炉前给料设备可以将原来每天200t的垃圾处理量提高了50%。甚至还要高。
(2)在生物质发电行业的应用:采用无轴螺旋输送机克服了生物质缠绕引起的输送机堵塞,原需要人工清堵,输送机不能正常连续工作,造成锅炉不能稳定的燃烧,从而影响发电效率,加以无轴螺旋体对生物质还有这撕扯的作用,使炉前喂料既稳定友均匀,生物质得到充分燃烧,提高了发电效率。并且根据输送不同的生物质和研发了从Φ490～Ф800mm不同直径的无轴螺旋体相对应。电机采用变频调速,根据需要来调节给料量。国内大部分的生物质发电企业都采用了无轴螺旋输送机的生物质炉前预处理系
(下转67页)
1 螺旋叶片的结构
无轴螺旋输送机的螺旋体是由若干个按一个螺距浇铸出来的螺旋叶片焊接而成的,起初的螺旋叶片断面设计成平板型,这种结构的螺旋叶片在实际应用中由于缺乏足够的强度,一旦发生严重堵
表1 水平输送机
①专利:该论文中专利发明者:钱尧翎。他也是国家行业标准的第一起草人(专利号:ZL 2011 1 0085354.7)。
底集液罐的汽提树脂的温度及受热过程,闪蒸罐顶部压力为微负压,闪蒸时夹带的PVC浆料容易附着在罐壁及顶部,附着在罐壁上的PVC浆料持续受热转变为杂质。由于闪蒸罐容积非常小(12m 3),浆料回流时,短时间内就会造成闪蒸罐液位大的波动,当闪蒸罐内PVC浆料由高液位降至低液位时,大量变质PVC进入进料罐内部,造成大面积污染。在每次停车对闪蒸罐进行水洗时,均会产生大量红色粉料。
(2)针对上述原因,技术人员通过加强管理和技术改造来解决。
一是汽提塔进料负荷尽量保持稳定,不改变其正常流态,即使调整负荷,进料量与蒸汽量做好同步调整;汽提塔的负荷不要低于半负荷,以免浆料的停留时间过长;做好定期作业,一般3个月进行一次冲塔,每次冲塔均能产生部分黑色粉料。
二是闪蒸罐顶部设计有一个罐顶喷淋,但其范围较小,不能解决物料挂壁的问题,将其改为聚合釜防粘釜剂喷环形式的喷环,在正常生产时期一直冲洗着,防止物料挂壁,这样即使在生产波动时也可避免不合格料的产生,同时也可延长生产周期。
三是维护好连续回收压缩机的运行,做好备机管理工作,减少因为设备原因导致的产品质量波动。
干燥器的设计是PVC浆料离心分离之后,含水量约为25％的树脂湿饼进入到振荡加料器,经旋转加料器进入到两段沸腾床干燥器,在这一过程中,一旦湿饼过大或者振荡加料器出现故障,导致湿物料加入到干燥器中分散不均匀,形成较大面积的堆料,粉料受热不均,在高温作用下变质,在干燥器风量波动、床压变化或者开停车时,变质的物料掺入到正常物料中,造成杂质超标。保证良好的流化状态是干燥系统稳定运行的保证,因此,要维护好离心机和振荡加料器的正常运转,控制好干燥器的风量、温度以及床压。1.3 VCM残留高
聚氯乙烯产品中的VCM残留超标,特别是7型和8型这两个牌号,严重影响产品的优级品率。根据实际工况分析原因得出主要是以下三点。
(1)树脂的颗粒形态,特别是孔隙率的大小对浆料汽提效率影响较大,颗粒疏松有利于氯乙烯的脱除。增加适量的助分散剂,以此增加颗粒的疏松程度。
(2)汽提塔的工作状况,包括温度、压力(真空度)、蒸汽量和停留时间等。依照装置设计值,适当降低汽提塔浆料进料量,保持离心机负荷,减少回流量,控制好汽提塔底温度及塔压差。
(3)螺旋板换热器结垢,换热效果欠佳,导致热能欠缺。择机彻底清理螺旋板换热器,提高换热效率。
通过以上3项措施,产品的VCM残留得到较好控制,残留得到明显改善。
2 结语
广大技术人员认真学习,发挥聪明才智,积极探索新装置运行和技术运用的最佳结合点,大胆对装置不合理的地方进行修改和优化,37万吨/年聚氯乙烯产品的优级品率保证在96.5%以上,较好的完成优级品指标任务。
参考文献
[1]严福英.聚氯乙烯工艺学[M].北京:化学工业出版社,1990.[2]郑平友,荣猛.优化配方提高PVC质量[J].聚氯乙烯,2006(10):
9-11.
(上接65页)统。
输送量的计算方法见公式(1)或(2):
泥粘附机壳和螺旋叶片的现象,并能实现高效输送,输送污泥的能力可高达300t/h。
I ν=60×
π
4
фD2Sn (1)(2)
4 结语
随着环保、新能源的发展,无轴螺旋输送机也相应的得到了广泛的应用,无轴螺旋输送机的抗缠绕、堵塞、粘性的特性得到了普遍的认可。技术上也日趋完善,由原来的单无轴螺旋输送和双无轴螺旋输送发展到多无轴螺旋输送。并且利用变径无轴螺旋体对物料进行挤压、固液分离,使得更多的废料得以利用。无轴螺旋输送机的研发成功为环保、新能源行业提供一种理想的输送给料设备。
4
其中:D为螺旋体直径,单位为m;S为螺距,单位为m;
n为主轴转速,单位为r/min;
I ν为容积输送量,单位为m3/h;
I m =ρI ν=60×
π
ρфD2Sn
ф为无轴螺旋输送机填充系数;I m 为质量输送量,单位为t/h;ρ为物料堆积密度,单位为t/m3。
填充系数ф、主轴转速n取决于被输送物料的摩擦性质及其粘附性质、螺距和螺旋输送机中心线的倾角。
水平输送机ф与n一般取值如表1所示。倾斜输送机ф与n一般取值如表2所示。
(3)在污泥处理行业的应用:采用无轴螺旋输送技术克服了污
参考文献
[1]骆建华,马辉,张婧.中国环保产业发展与创新[J].中国科学院
院刊,2010(2):146-153.
[2]王东霞.螺旋输送机的数值分析及优化设计的研究[D].河南工
业大学,2012.
[3]张东海.螺旋输送机的优化研究[D].大连理工大学,2006.
DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.06.065
论新型无轴螺旋输送机研发应用①
钱尧翎
(浙江中科兴环能设备有限公司 浙江杭州 310000)
摘 要:针对难于输送的物料,如,生活垃圾、生物质秸秆、高温炉渣、粘性极强的污泥等物料,提出了一种全新的输送方法和设备——一种高强度、大输送量、抗缠绕、堵塞性能极强的无轴螺旋输送机。关键词:缠绕 堵塞 粘性 高强度 无轴螺旋中图分类号:TH138
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2016)02(c)-0065-02
特别是垃圾处理、生物质发电、污泥处理行业存在着大量的难于输送的极易缠绕、堵塞的物料和粘性极强的物料,现有的各种输送方法和设备都无法顺畅地输送这些物料。例如:垃圾焚烧发电行业,怎么样把垃圾顺畅稳定的送入流化床锅炉一直困扰着这个行业的发展;生物质发电行业如何把极具缠绕的、轻抛生物质秸秆送入发电锅炉始终是摆在人们面前急需解决的难题;污泥处理行业粘性极强的污泥如何实现连续顺畅的输送也是阻碍这个行业发展的一个瓶颈。
随着环保、新能源行业的发展急需一种抗缠绕、堵塞性能强的,又要密闭环保的、又能连续稳定均匀给料的输送装备,为此进行了无轴螺旋输送机的研发与创新。
无轴螺旋输送机要解决如下技术问题。
(1)要解决物料输送过程中顺畅地输送物料,克服物料堵塞现象的出现。
(2)保证无轴螺旋体具有足够的强度和耐磨性,从而使无轴螺旋体使用寿命最低达到26万小时。
(3)整机采用严密的封闭结构,防止物料和烟气的外泄,使物料输送过程稳定可靠。
为了解决上述技术问题,从以下几个方面进行研发与创新。
料,螺旋叶片就有可能被挤压变形。为此研发了第二代阶梯型螺旋叶片,这种结构螺旋叶片在无轴螺旋的内环断面的侧面加厚,大大加强了螺旋叶片的强度和使用寿命,也就增强了抗缠绕、堵塞的能力。随着无轴螺旋输送机在环保、新能源行业的扩大应用,不断地探索,从强度、耐磨性和使用寿命等方面加以研究,研发出第三代梯形螺旋叶片,这种结构的螺旋叶片具有了足够的强度,耐磨性能也大大低增强,在垃圾处理、生物质发电、污泥处理行业得到了广泛的应用。另外在螺旋叶片的材质可以根据输送不同物料
2 整机的密封结构
无轴螺旋输送机被广泛用作垃圾焚烧发电、生物质发电行业炉前给料设备,那整机的密封是非常重要的,为此,首先整机采用全密封结构,即螺旋机上盖与机壳之间采用橡胶垫,用螺栓把上盖与机壳连接,上盖之间的搭接处也采用橡胶垫。在此基础上对无轴螺旋输送机出料口与锅炉接口之间增设重锤式、弹簧式防烟门,防止锅炉的回火和烟气的跑冒。从而保证了锅炉的稳定工作,也使无轴螺旋输送机成为理想的炉前给料设备。
3 无轴螺旋输送机的应用
(1)在垃圾处理行业中的应用:采用加强型第三代无轴螺旋叶片结构的无轴螺旋输送机,输送扭矩大,螺旋叶片不易变形;整机密封设计,能直接与发电锅炉连接,锁风效果好,热量损失小,并且减少了对机器周围的环境污染。成为垃圾焚烧发电行业炉前给料设备:经国内垃圾发电龙头企业——锦江集团,以及其他垃圾发电等40多家企业应用证明:由于采用了无轴螺旋输送机作为炉前给料设备可以将原来每天200t的垃圾处理量提高了50%。甚至还要高。
(2)在生物质发电行业的应用:采用无轴螺旋输送机克服了生物质缠绕引起的输送机堵塞,原需要人工清堵,输送机不能正常连续工作,造成锅炉不能稳定的燃烧,从而影响发电效率,加以无轴螺旋体对生物质还有这撕扯的作用,使炉前喂料既稳定友均匀,生物质得到充分燃烧,提高了发电效率。并且根据输送不同的生物质和研发了从Φ490～Ф800mm不同直径的无轴螺旋体相对应。电机采用变频调速,根据需要来调节给料量。国内大部分的生物质发电企业都采用了无轴螺旋输送机的生物质炉前预处理系
(下转67页)
1 螺旋叶片的结构
无轴螺旋输送机的螺旋体是由若干个按一个螺距浇铸出来的螺旋叶片焊接而成的,起初的螺旋叶片断面设计成平板型,这种结构的螺旋叶片在实际应用中由于缺乏足够的强度,一旦发生严重堵
表1 水平输送机
①专利:该论文中专利发明者:钱尧翎。他也是国家行业标准的第一起草人(专利号:ZL 2011 1 0085354.7)。
底集液罐的汽提树脂的温度及受热过程,闪蒸罐顶部压力为微负压,闪蒸时夹带的PVC浆料容易附着在罐壁及顶部,附着在罐壁上的PVC浆料持续受热转变为杂质。由于闪蒸罐容积非常小(12m 3),浆料回流时,短时间内就会造成闪蒸罐液位大的波动,当闪蒸罐内PVC浆料由高液位降至低液位时,大量变质PVC进入进料罐内部,造成大面积污染。在每次停车对闪蒸罐进行水洗时,均会产生大量红色粉料。
(2)针对上述原因,技术人员通过加强管理和技术改造来解决。
一是汽提塔进料负荷尽量保持稳定,不改变其正常流态,即使调整负荷,进料量与蒸汽量做好同步调整;汽提塔的负荷不要低于半负荷,以免浆料的停留时间过长;做好定期作业,一般3个月进行一次冲塔,每次冲塔均能产生部分黑色粉料。
二是闪蒸罐顶部设计有一个罐顶喷淋,但其范围较小,不能解决物料挂壁的问题,将其改为聚合釜防粘釜剂喷环形式的喷环,在正常生产时期一直冲洗着,防止物料挂壁,这样即使在生产波动时也可避免不合格料的产生,同时也可延长生产周期。
三是维护好连续回收压缩机的运行,做好备机管理工作,减少因为设备原因导致的产品质量波动。
干燥器的设计是PVC浆料离心分离之后,含水量约为25％的树脂湿饼进入到振荡加料器,经旋转加料器进入到两段沸腾床干燥器,在这一过程中,一旦湿饼过大或者振荡加料器出现故障,导致湿物料加入到干燥器中分散不均匀,形成较大面积的堆料,粉料受热不均,在高温作用下变质,在干燥器风量波动、床压变化或者开停车时,变质的物料掺入到正常物料中,造成杂质超标。保证良好的流化状态是干燥系统稳定运行的保证,因此,要维护好离心机和振荡加料器的正常运转,控制好干燥器的风量、温度以及床压。1.3 VCM残留高
聚氯乙烯产品中的VCM残留超标,特别是7型和8型这两个牌号,严重影响产品的优级品率。根据实际工况分析原因得出主要是以下三点。
(1)树脂的颗粒形态,特别是孔隙率的大小对浆料汽提效率影响较大,颗粒疏松有利于氯乙烯的脱除。增加适量的助分散剂,以此增加颗粒的疏松程度。
(2)汽提塔的工作状况,包括温度、压力(真空度)、蒸汽量和停留时间等。依照装置设计值,适当降低汽提塔浆料进料量,保持离心机负荷,减少回流量,控制好汽提塔底温度及塔压差。
(3)螺旋板换热器结垢,换热效果欠佳,导致热能欠缺。择机彻底清理螺旋板换热器,提高换热效率。
通过以上3项措施,产品的VCM残留得到较好控制,残留得到明显改善。
2 结语
广大技术人员认真学习,发挥聪明才智,积极探索新装置运行和技术运用的最佳结合点,大胆对装置不合理的地方进行修改和优化,37万吨/年聚氯乙烯产品的优级品率保证在96.5%以上,较好的完成优级品指标任务。
参考文献
[1]严福英.聚氯乙烯工艺学[M].北京:化学工业出版社,1990.[2]郑平友,荣猛.优化配方提高PVC质量[J].聚氯乙烯,2006(10):
9-11.
(上接65页)统。
输送量的计算方法见公式(1)或(2):
泥粘附机壳和螺旋叶片的现象,并能实现高效输送,输送污泥的能力可高达300t/h。
I ν=60×
π
4
фD2Sn (1)(2)
4 结语
随着环保、新能源的发展,无轴螺旋输送机也相应的得到了广泛的应用,无轴螺旋输送机的抗缠绕、堵塞、粘性的特性得到了普遍的认可。技术上也日趋完善,由原来的单无轴螺旋输送和双无轴螺旋输送发展到多无轴螺旋输送。并且利用变径无轴螺旋体对物料进行挤压、固液分离,使得更多的废料得以利用。无轴螺旋输送机的研发成功为环保、新能源行业提供一种理想的输送给料设备。
4
其中:D为螺旋体直径,单位为m;S为螺距,单位为m;
n为主轴转速,单位为r/min;
I ν为容积输送量,单位为m3/h;
I m =ρI ν=60×
π
ρфD2Sn
ф为无轴螺旋输送机填充系数;I m 为质量输送量,单位为t/h;ρ为物料堆积密度,单位为t/m3。
填充系数ф、主轴转速n取决于被输送物料的摩擦性质及其粘附性质、螺距和螺旋输送机中心线的倾角。
水平输送机ф与n一般取值如表1所示。倾斜输送机ф与n一般取值如表2所示。
(3)在污泥处理行业的应用:采用无轴螺旋输送技术克服了污
参考文献
[1]骆建华,马辉,张婧.中国环保产业发展与创新[J].中国科学院
院刊,2010(2):146-153.
[2]王东霞.螺旋输送机的数值分析及优化设计的研究[D].河南工
业大学,2012.
[3]张东海.螺旋输送机的优化研究[D].大连理工大学,2006.