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[摘 要]分析现有返灰流程存在的问题，提出用LFB型料封泵代替气动螺杆泵的技术可行性和经济合理性。
[关键词]电收尘器 返灰 螺杆泵 LFB料封泵
中圖分类号：TF806.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-0025-01
1、改造前背景
氧化铝厂目前有三台气体悬浮焙烧炉，三台炉设计产能一样，为1900t/台，都是丹麦引进，于2008年5月份投产。三台炉流程结构相同，在此，对焙烧炉的整体流程不再描述，重点将电收尘返灰部分进行讨论。
焙烧炉电收尘由三个区组成，每个收尘区有两个集灰仓，其返灰部分由六台星形给料器P21、P22、P23、P24、P25、P26、五台输送螺旋P27、P28、P29、P30、P31、一台气动螺杆泵P42、两台返灰风机K11、K12组成，流程图如图1。
图1流程的描述为：电收尘（Electric staticprecipitator简称ESP）收采的灰尘由振打系统振打后掉入集灰仓中，P21～P26星形给料器在流程中起到锁气送灰的作用，防止来自返灰风机的气流通过粉尘输送管路窜入电收尘内，由星形给料器卸出的粉尘（俗称窑灰）掉到对应输送螺旋P27～P30，再由双向输送螺旋P31将粉尘送到气动螺杆泵P42上的小料仓中，再由P42气动螺杆泵的螺旋卸到P42气动螺杆泵的吹灰室中，由返灰风机提供的风送回系统主流程。
由于氧化铝具有很强的磨损性，在使用中，对返灰系统的设备容易造成磨损，流程中的氧化铝流动速度高的部位磨损最为严重，特别是气动螺杆泵的螺旋及螺旋套，使用不到两个月就得更换一次，且备件的价格又极其昂贵。在目前公司200万吨产能的情况下，光三台焙烧炉返灰系统的螺杆泵每年就得消耗至少100万元的备件费，在焙烧炉的备件费中，螺杆泵的备件费用消耗是最高的，另外，由于螺杆泵的有效使用周期短，使整个系统的稳定运行受到影响，且返灰系统的设备较多，维护量大，运行费用高。
以上所述，必须在保证生产稳定的前提下，对焙烧炉电收尘返灰系统进行技术改造，即能达到节能降耗的目的，又可以提高焙烧炉系统的稳定性。
2、目前使用的螺杆泵的结构原理
图2中，小料仓的粉尘由螺旋输送到吹灰室中，再由来自返灰风机的压缩空气将粉尘吹入返灰管道，由返灰管道将粉尘导回系统主流程。
在功能上，螺旋的作用表面看来是输送物料，实际上主要是起到锁气的作用，防止吹灰室里的压缩空气通过物料流程进入电收尘而影响返灰路段的卸灰，因为当气流和粉尘逆流时，粉尘将会被气流带走，而使流程卸灰能力降低。生产中，因为螺旋的转速比较高，达975rpm/min，螺旋刀片相对粉尘的速度为：V=d*975/60=3.14*0.2*975/60=10.21m/s。
因为螺旋刀片相对粉尘的速度较高，所以螺旋在使用时存在着严重的磨损，螺旋磨损后，螺旋和螺旋套的间隙增大，从而降低螺旋的输送能力，使物料在小料仓中积累，料位达到一定程度以后，触发小料仓中的音叉料位计报警，从而激发系统控制软件内的联锁程序，将电收尘的高压停掉，导致系统烟气中的粉尘排空。一般新螺旋装上一个月以后出现小料仓的料位报警，最长的螺旋使用寿命为三个月，一套螺旋和外套的价格在7万元以上，三台焙烧炉返灰系统上安装有三台同样的螺杆泵。
3、解决问题的思路
流程上的螺杆泵自投入使用后，频繁更换的是螺旋和外套，螺旋及外套的安装过程比较繁琐，最快也要8小时，如果将气动螺杆泵取消，替代为比它廉价、磨损小、操作简单的设备——LFB型料封泵，将小料仓改大，取消流程上的五台输送螺旋，从电收尘集灰仓锥部直接用无缝钢管连接到小料仓，利用现有的风机和返灰管路进行改造，将是一条非常有经济效益的技改方法。
4、改造的可行性
根据其它兄弟单位改造情况，以图3的方式对流程进行改造，应该是有充分的把握，原因如下：
LFB型料封泵主要由进气部分、扩散混合室、出料部分组成，它具有易损件少、磨损小、投资小、气耗低、密封性好、操作简单、几乎没有维护量等优点。LFB型料封泵的工作原理是：由气源来的低压空气，经调节蝶式止回阀调节喷嘴进入泵体扩散室内，当窑灰由小料仓落下进入喷嘴与扩压器之间的高速气流区时，即被吹散。加之底部气化装置的气化作用，使物料气化而成悬浮状态，被高速气流送入扩压器的渐缩管内，流经喉部扩散管，进入输送管路，送至所要求的卸料点，即完成送料过程。在这连续作业过程中，小料仓内保持稳定的料位，起到料封锁气的作用，所以在作用上，LFB型料封泵和气动螺杆泵具有替换性，都是起到输送物料和锁气的作用。
图3返灰流程改造示意图中，星形给料器及LFB型料封泵起到双层锁气的作用，彻底将压缩空气和电收尘内的负压隔离，防止窜气而降低流程的卸灰能能力。
4.2 风送系统
改造时，吹灰室改用无缝钢管，对风机、风路不作任何改变，保持原状，根据原设计厂家丹麦FFE公司提供的设计数据，当气流速度为1.7m/s时，可以将粉尘送走，目前风机的风量为2700m3/h，在管道内流速为：
2700/（3.14*0.12*3600）=23.88 m/s >> 1.7m/s。
因此，目前的返灰风机能力分不存在问题，对这点最直接的证明是，当螺旋为新的情况下，系统没有任何报警，小料仓也是空仓状态。
4.3 控制系统的控制性
新改造的LFB型料封泵没有电源系统，只需要新编个设备编号以便认知即可，对系统的控制及控制程序不会有任何的影响，因此，改造方法简单易行。
4.4 设备改造的工作量
螺杆泵是用地脚螺栓固定在机座上，改造时可以整体拆卸，而料封泵置于坚硬的水平地面上即可，无需打基础安装地脚螺栓，当风管，出料管连接好以后，即可投运，并且施工现场处于零平面，施工方便。
4.4 改造的经济效益
按目前的消耗水平，三台焙烧炉返灰系统年备件消耗为100万元，拆除的设备每年运行耗电电费累计达40万元。另外还减少环境污染及氧化铝飞扬损失。改造后将使整个流程更加稳定。
参考文献
[1] 《LFB型料封泵使用说明书》.
[关键词]电收尘器 返灰 螺杆泵 LFB料封泵
中圖分类号：TF806.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）23-0025-01
1、改造前背景
氧化铝厂目前有三台气体悬浮焙烧炉，三台炉设计产能一样，为1900t/台，都是丹麦引进，于2008年5月份投产。三台炉流程结构相同，在此，对焙烧炉的整体流程不再描述，重点将电收尘返灰部分进行讨论。
焙烧炉电收尘由三个区组成，每个收尘区有两个集灰仓，其返灰部分由六台星形给料器P21、P22、P23、P24、P25、P26、五台输送螺旋P27、P28、P29、P30、P31、一台气动螺杆泵P42、两台返灰风机K11、K12组成，流程图如图1。
图1流程的描述为：电收尘（Electric staticprecipitator简称ESP）收采的灰尘由振打系统振打后掉入集灰仓中，P21～P26星形给料器在流程中起到锁气送灰的作用，防止来自返灰风机的气流通过粉尘输送管路窜入电收尘内，由星形给料器卸出的粉尘（俗称窑灰）掉到对应输送螺旋P27～P30，再由双向输送螺旋P31将粉尘送到气动螺杆泵P42上的小料仓中，再由P42气动螺杆泵的螺旋卸到P42气动螺杆泵的吹灰室中，由返灰风机提供的风送回系统主流程。
由于氧化铝具有很强的磨损性，在使用中，对返灰系统的设备容易造成磨损，流程中的氧化铝流动速度高的部位磨损最为严重，特别是气动螺杆泵的螺旋及螺旋套，使用不到两个月就得更换一次，且备件的价格又极其昂贵。在目前公司200万吨产能的情况下，光三台焙烧炉返灰系统的螺杆泵每年就得消耗至少100万元的备件费，在焙烧炉的备件费中，螺杆泵的备件费用消耗是最高的，另外，由于螺杆泵的有效使用周期短，使整个系统的稳定运行受到影响，且返灰系统的设备较多，维护量大，运行费用高。
以上所述，必须在保证生产稳定的前提下，对焙烧炉电收尘返灰系统进行技术改造，即能达到节能降耗的目的，又可以提高焙烧炉系统的稳定性。
2、目前使用的螺杆泵的结构原理
图2中，小料仓的粉尘由螺旋输送到吹灰室中，再由来自返灰风机的压缩空气将粉尘吹入返灰管道，由返灰管道将粉尘导回系统主流程。
在功能上，螺旋的作用表面看来是输送物料，实际上主要是起到锁气的作用，防止吹灰室里的压缩空气通过物料流程进入电收尘而影响返灰路段的卸灰，因为当气流和粉尘逆流时，粉尘将会被气流带走，而使流程卸灰能力降低。生产中，因为螺旋的转速比较高，达975rpm/min，螺旋刀片相对粉尘的速度为：V=d*975/60=3.14*0.2*975/60=10.21m/s。
因为螺旋刀片相对粉尘的速度较高，所以螺旋在使用时存在着严重的磨损，螺旋磨损后，螺旋和螺旋套的间隙增大，从而降低螺旋的输送能力，使物料在小料仓中积累，料位达到一定程度以后，触发小料仓中的音叉料位计报警，从而激发系统控制软件内的联锁程序，将电收尘的高压停掉，导致系统烟气中的粉尘排空。一般新螺旋装上一个月以后出现小料仓的料位报警，最长的螺旋使用寿命为三个月，一套螺旋和外套的价格在7万元以上，三台焙烧炉返灰系统上安装有三台同样的螺杆泵。
3、解决问题的思路
流程上的螺杆泵自投入使用后，频繁更换的是螺旋和外套，螺旋及外套的安装过程比较繁琐，最快也要8小时，如果将气动螺杆泵取消，替代为比它廉价、磨损小、操作简单的设备——LFB型料封泵，将小料仓改大，取消流程上的五台输送螺旋，从电收尘集灰仓锥部直接用无缝钢管连接到小料仓，利用现有的风机和返灰管路进行改造，将是一条非常有经济效益的技改方法。
4、改造的可行性
根据其它兄弟单位改造情况，以图3的方式对流程进行改造，应该是有充分的把握，原因如下：
LFB型料封泵主要由进气部分、扩散混合室、出料部分组成，它具有易损件少、磨损小、投资小、气耗低、密封性好、操作简单、几乎没有维护量等优点。LFB型料封泵的工作原理是：由气源来的低压空气，经调节蝶式止回阀调节喷嘴进入泵体扩散室内，当窑灰由小料仓落下进入喷嘴与扩压器之间的高速气流区时，即被吹散。加之底部气化装置的气化作用，使物料气化而成悬浮状态，被高速气流送入扩压器的渐缩管内，流经喉部扩散管，进入输送管路，送至所要求的卸料点，即完成送料过程。在这连续作业过程中，小料仓内保持稳定的料位，起到料封锁气的作用，所以在作用上，LFB型料封泵和气动螺杆泵具有替换性，都是起到输送物料和锁气的作用。
图3返灰流程改造示意图中，星形给料器及LFB型料封泵起到双层锁气的作用，彻底将压缩空气和电收尘内的负压隔离，防止窜气而降低流程的卸灰能能力。
4.2 风送系统
改造时，吹灰室改用无缝钢管，对风机、风路不作任何改变，保持原状，根据原设计厂家丹麦FFE公司提供的设计数据，当气流速度为1.7m/s时，可以将粉尘送走，目前风机的风量为2700m3/h，在管道内流速为：
2700/（3.14*0.12*3600）=23.88 m/s >> 1.7m/s。
因此，目前的返灰风机能力分不存在问题，对这点最直接的证明是，当螺旋为新的情况下，系统没有任何报警，小料仓也是空仓状态。
4.3 控制系统的控制性
新改造的LFB型料封泵没有电源系统，只需要新编个设备编号以便认知即可，对系统的控制及控制程序不会有任何的影响，因此，改造方法简单易行。
4.4 设备改造的工作量
螺杆泵是用地脚螺栓固定在机座上，改造时可以整体拆卸，而料封泵置于坚硬的水平地面上即可，无需打基础安装地脚螺栓，当风管，出料管连接好以后，即可投运，并且施工现场处于零平面，施工方便。
4.4 改造的经济效益
按目前的消耗水平，三台焙烧炉返灰系统年备件消耗为100万元，拆除的设备每年运行耗电电费累计达40万元。另外还减少环境污染及氧化铝飞扬损失。改造后将使整个流程更加稳定。
参考文献
[1] 《LFB型料封泵使用说明书》.