新乡市百盛机械有限公司

钢丝胶带斗式提升机在氧化铝粉垂直输送环节的应用

点击数:3802时间:2015-09-18 14:54:30 来源:百盛机械

摘要:对比几种氧化铝粉垂直输送设备的优缺点,分析行业中早期使用钢丝胶带斗式提升机失败的原因,介绍 氧化铝粉专用钢丝胶带斗式提升机的特点,举例说明钢丝胶带斗式提升机显著的节能降耗效果。

0 引言

氧化铝粉入储库是生产过程中的关键环节,输送设备的选择目前方案较多,本文对比几种氧化铝粉垂直输送设备的优缺点,分析行业中早期使用钢丝胶带斗式提升机失败的原因,介绍氧化铝粉专用钢丝胶带斗式提升机的特点,并举例说明钢丝胶带斗式提升机应用于氧化铝粉垂直输送环节显著的节能降耗效果。

1 氧化铝粉输送现状

目前氧化铝粉的输送入库方案较多采用两种:气力提升泵输送方案和大倾角皮带机输送方案。现就这两种方案利弊进行分析。

气力提升泵方案现场图

图1 气力提升泵方案现场图1

气力提升泵方案现场图2

图2 气力提升泵方案现场图2

1.1 气力提升泵输送方案

由罗茨风机提供压缩空气,利用空气动能输送氧化铝粉。具有设备简单,结构紧凑,工艺布置灵活,占地面积小等优点,但也存在诸多弊端。有以下几点:

( 1) 电耗高: 输送介质为压缩空气,由罗茨风机提供,配套电机较大,属高电耗的粉体输送系统。

以1850 t /d 生产线为例,若输送量为80 t /h,提升高度在42 m 左右,罗茨风机需配套132 kW 电机,而胶带斗式提升机仅需一台30 kW 电机,每小时节电100 度左右,每年节约电费40 万元左右( 工业用电按0. 5 元/kW·h,年设备运转330 天) 。

( 2) 能耗高。如配套气力输送系统,对气体有如下几种处理方式:

① 通过旋风分离器后的气体接入悬浮炉,带入炉内大量冷风,增加了热耗,并且不利于产品质量的控制。

以 1850 t /d 生产线为例,经过初步测算,每吨氧化铝可降低热耗5000 kal,煤价格以500 元/t 计算,煤热值按5000 kal /kg 计,全年节煤约594 t,价值约30 万元。

由于上述原因,此处理方式较少采用。

② 连接配套收尘器系统,约增加10000 m3 /h 的处理风量,收尘器电耗将进一步增加。
③ 直接进入储库内,储库不配套收尘系统,含尘气体直接排入大气,此方案不符合国家环保的要求,而且直接排出的气体携带大量氧化铝粉,造成物料损失,不建议采用。

( 3) 气力输送过程中,由于颗粒间的磨擦作用,使氧化铝粉产生破碎,改变了氧化铝的颗粒级配分布,影响后续电解铝生产中的电解效率。

( 4) 罗茨风机运行时,现场噪音较大,不利工人身体健康。钢丝胶带斗式提升机环境噪音< 50 dB,罗茨风机环境噪音> 80 dB。

1.2 大倾角皮带机方案

大倾角皮带输送机输送方案见图3、图4。

建设中的皮带输送入库方案现场

图3 建设中的皮带输送入库方案现场

(1) 皮带机在输送氧化铝时倾角最大为14°,为适应库的高度,需要较长的输送距离,占用了较大的场地。

( 2)较长、较高的输送距离,造成皮带机的支撑基础建设费用较高。

( 3) 有时需配套两条皮带机进行过渡,增加了投资,并且两套传动系统增加了一个故障点。

( 4) 氧化铝粉的扬尘较大,皮带机为非密闭情况下的输送,扬尘无法控制。

( 5) 考虑到防雨和维修皮带机的需求,需建设密闭的走廊,基建费用较大。

建设中的皮带输送入库方案现场

图4 建设中的皮带输送入库方案现场

2 提升机输送方案

由此可见上述两种方案耗能高、环境污染、投资大,属落后淘汰方案,下面就目前理想的提升机替代方案优点分析如下:

2. 1 板链斗式提升机方案

板链斗式提升机采用金属链条作为提升物料牵引件,由固定其上的料斗从进料口装料提升至出料口卸料。输送方式为连续式封闭输送,具有结构简单、占地面积小、无扬尘的优点。但由于氧化铝粉磨蚀性较大的特点,实际使用中对链条的磨损非常严重,并且一根链条上的每串连接点的磨损破坏程度无法检测、预防,至使生产过程中停机频繁、维修时间长,严重制约整条生产线的正常生产,目前在氧化铝粉生产线上已基本弃用。

2. 2 钢丝胶带斗式提升机方案

钢丝胶带斗式提升机采用柔性整条钢丝胶带作为提升物料牵引件,其输送方式与板链斗式提升机相似,但技术不同。除具有结构简单、占地面积小、操作维护简便、运转电耗低、无污染环境等优点外。特别是钢丝胶带解决了氧化铝粉磨蚀性大的难题,为氧化铝粉提升输送的理想设备。

3 早期钢丝胶带斗式提升机在氧化铝粉入库输送上的缺陷及原因分析

早期氧化铝粉提升输送借用通用钢丝胶带提升机,其中钢丝胶带为水平输送带,实际使用过程中经常出现严重跑偏、断带现象发生。又由于设备供应商仅提供设备,不研究物料特点及生产工艺,使得设备投运后故障频发。如回料过多、机尾冒灰、轴承进灰损坏、传动机构故障、提升机跳停等问题,严重影响生产,至使钢丝胶带提升机在此环节应用推广不开。

4 氧化铝粉专用钢丝胶带斗式提升机的开发

4. 1 钢丝胶带斗式提升机的开发

合肥水泥研究设计院机电所从20 世纪90 年代开始研究超高、超大输送量的专用N-TGD 钢丝胶带提升机,在充分研究、消化国际最先进同类设备的基础上,成功开发出具有自主知识产权的用于垂直输送的钢丝胶带,投入实践运行一次性成功,目前已投入生产运行的钢丝胶带斗式提升机高达144 m、输送量650 t /h。

该高效钢丝胶带斗式提升机系列拥用六项自主知识产权的专利技术,各项技术指标等同或优于进口同类设备。主要技术特点:

( 1) 牵引件采用高强度专用钢丝胶带,防撕裂、耐高温、寿命长;

高效胶带斗提专用钢丝胶带

图5 高效胶带斗提专用钢丝胶带

( 2) 采用特种材质带夹,具有优良抗疲劳性能;胶带接头采用专用锁固技术,无脱落,无撕裂、无落架问题;

( 3) 头轮采用瓦片式覆胶结构,更换方便;

( 4) 自平衡张紧装置,自动张紧,自动纠偏;

( 5) 备有料位控制器、传送带摆动检测器、测速器和测温装置供选用;

( 6) 料斗间紧密排列,连续提取和卸出物料。

( 7) 专用料斗固定件及固定方法,消除料斗固定处胶带易疲劳损害、伤害滚筒覆胶等隐患;

( 8) 采用垂直轴德国FLENDER 减速器和液力偶合器,传动装置结构紧凑,实现柔性传动。

带夹总装图

图6 带夹总装图

( 9) 配备专用控制柜可供客户选用,实现机电一体化并可进入全厂DCS 系统。以上特点,保证了钢丝胶带提升机能够长期、可靠地提升各类干燥的粉粒状物料。

4. 2 氧化铝粉专用钢丝胶带斗式提升机的开发

应用户要求,合肥水泥研究设计院机电工程技术研究所依靠自身工艺设计、设备制造等方面优势,针对氧化铝粉的强磨蚀性、颗粒级配范围宽、流动性好等物料特性,研发出氧化铝粉输送专用胶带斗式提升机,在原有技术优势基础上,对胶带斗式提升机作如下专用设计:

氧化铝粉专用钢丝胶带斗式提升机总图

 图7 氧化铝粉专用钢丝胶带斗式提升机总图

( 1) 工艺计算修正。

( 2) 特殊设计进料形式。

( 3) 特殊设计卸料形式。

( 4) 特殊设计料斗。

( 5) 正压消减系统。

( 6) 轴承密封形式。

( 7) 设备密封形式改进。

专用设计后的钢丝胶带提升机投运后,彻底解决了回料过多、机尾正压跑灰、轴承损坏、提升机经常跳停的缺陷。

5 优化设计后氧化铝粉专用钢丝胶带斗式

提升机的使用效果

5. 1 运行效果

合肥水泥研究设计院机电工程技术研究所研制的氧化铝专用钢丝胶带斗式提升机,配套山西某项目输送氧化铝粉入库,2009 年1 月正式投产运行,至今已安全、无故障运行约四年时间,是氧化铝行业应用胶带斗式提升机输送氧化铝粉成功运行的第一台,彻底解决了钢丝胶带提升机用于垂直输送氧化铝粉的难题。

5. 2 山西某厂氧化铝粉成品入库胶带斗提系统节能效果对比

如表1、表2 所示: 气力提升泵方案总装机功率为403 kW,斗式提升机方案总装机功率为90 kW,两者相差313 kW。粗略计量: 按照每月30 天运行计算,使用胶带斗式提升机每月节省用电量为225360kW·h,一年节省2704320 kW·h,按照每度电0. 5元计,每年节省用电费用为135. 2160 万元。

工艺布置图

图8 工艺布置图

现场实物图

图9 现场实物图

6 市场应用

目前该专用钢丝胶带斗式提升机在锦江集团、魏桥集团、茌平信发集团、其亚集团、神火集团等氧化铝、电解铝项目上投运60 多台。并成功将多条气力提升泵输送系统,改造成专用钢丝胶带斗式提升机输送系统。

使用效果证明,氧化铝粉入储库工艺环节,氧化
铝专用胶带斗式提升机输送系统,运行稳定、节能降耗,完全满足正常生产,是取代气力提升泵、皮带机作为输送氧化铝粉的首选设备。

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