蒸汽回旋干燥机的制造分析

蒸汽回转干燥机的制造分析 第 1 页 蒸汽回旋干燥机的制造分析 陈亮 （南京中建化工设备制造有限公司） 摘要：蒸汽回旋干燥机是一个对机身的精度要求特别高的大型动设备。整体设备的长度约30米，直线度设计要求小于2mm；直径3800mm，椭圆度小于2mm；齿圈和滚圈的径向跳动量小于2mm，轴向的误差小于2mm。由于其制造难度较大，目前国内蒸汽回旋干燥机机身的制造技术并不是很普及，能成功制造的厂家并不多。 本文主要以蒸汽回旋干燥机机身实际制造、组装、质量控制过程中产生的具体的问题和难点为切入点，进行分析研究改进，得出了一些可行性及可控性相对较好的方法。本文所提出的一些方法能举一反三地应用于其他大型动设备的制造，使得更多的人了解其制造过程，熟悉各种化工容器和设备的制造规范和标准，不断提高运用专业知识分析问题、解决问题的能力。 关键词：棱角度，焊接变形，椭圆度，直线度 Abstract：The steam rotary dryer is the large size moving equipment, which requires for high accuracy in the manufacture of the fuselage. The length of the whole equipment is about 30 meters, and the design requirement for straightness is less than 2 mm. The diameter is 3800 mm, and the ovality is less than 2 mm. The radial runout of ring gear and the rolling ring is less than 2 mm and the axis error is less than 2 mm. There are many difficulties in the manufacture, so the technology of making the steam rotary dryer is not very popular at home. That is to say, the factory that could be succeed in manufacturing this equipment can be numbered. This paper mainly concretes the problems and difficulties in practical manufacturing, assembling, and quality control of the steam rotary dryer as the breakthrough point. According to the analysis, study and improvement, some feasibility and controllable method are obtained. Some methods proposed in this paper can be applied in other large moving equipment manufacturing. It is hoped that more and more people understand its manufacturing process, and be familiar with the manufacturing specifications and standards of all kinds of chemical containers and equipment, and then constantly improve the abilities of analyzing and solving problems by use of specialized knowledge. Key words: Arris Angle, the welding deformation, ovality, straightness 蒸汽回转干燥机的制造分析 第 2 页 引言 首先了解一下我国与国外发达国家相比，设备加工制造能力的差距。 国外：欧美日等发达国家其先进的制造技术，设备加工制造能力高于我国。早在上世纪80年代左右，德国已使用液压机械设备组对筒节，其筒节的椭圆度能控制在1mm内，设备的直线度都能控制在2mm以内。蒸汽回转干燥机机身（以下简称“干燥机”）的制造对于他们来说，不是一个技术难题。现在国外出现了焊接机械人，智能控制焊接的电流、电压、速度，使焊接这一关键的技术程序化，输入相关的操作命令就可完成焊接工作，焊接质量和效率得到保证。加工制造的化工设备最大的直径在十几米左右，一次起吊能力达数千吨。 国内：上世纪90年代南化公司化工机械厂（以下简称“南化机”）首次为上海宝钢集团制造成功一台蒸汽回转干燥机机身，而之前我国的干燥机一直依赖国外进口。 现在国内组对筒节的方法主要还是依靠人力，焊接设备除了南化机与哈工大联合研制的“鞍马焊接机械人”，其它的焊接方法还是主要靠人工操作，这与欧美日等发达国家相比确实有差距。以南化机为例，目前在国内他的加工制造能力是排在前列，加工制造的最大的化工设备的直径小于10米，一次性起吊能力仅为600吨。但是南化机人不畏困难，发挥自己的聪明才智，克服技术难点，终于熟练掌握了干燥机的制造技术，并于2010年5月份成功向比利时出口一台直径φ3200mm，长约L=25m的干燥机，我们坚信随着以后的技术发展，我国与欧美日等发达国家在机械设备制造方面的差距会逐渐减小，甚至超越。

1干燥机的情况介绍 1.1 主要用途和使用范围 适用于大量处理，连续干燥的物料。如：石膏，HDPE,PTA,POM,氯乙烯，ABS树脂，铜精粉，铁青粉，铅精粉等各种非粘性矿粉，煤粉，焦炭粉及硝酸铵，尿素，钙镁磷肥等各种无机肥。

1.2 主要技术参数 1.2.1各类规格型号干燥机的工作性能 各类规格型号干燥机的工作性能具体统计 规格型号 （直径m） 生产能力 （t/h） 蒸发能力 （KgH2O/h） 干燥范围（水分%）

初 终 BDH2.5 25 6300 《20 《0.5 蒸汽回转干燥机的制造分析 第 3 页 BDH2.8 32 7800 《20 《0.5 BDH3.0 37 9000 《20 《0.5 BDH3.8 45 12400 《20 《0.5

1.2.2课题研究的干燥机主要特征参数 设设备规格 φ3800×29500 mm 设备斜度 2.5/100 设备转速 3.8 r/min 主电机功率 450kW / 10000 V 盘车电机功率 15kW / 380 V 设备重量 250吨

1.3 干燥机身主要特点 1.传热面积大，热效率高，高达80%-90%。 2.处理能力大，适用于连续操作。 3.干燥机温度低，操作简单，使用方便。 4.气体仅作为带走物料挥发部分的携带气，气体用量小，粉尘回收设备简单。 5.密闭性能好，非常适于乙烷等有机溶剂的回收。

1.4 干燥机身主要结构 1.4.1干燥机的结构简图

1.4.2名称材质 各部分名称材质规格 蒸汽回转干燥机的制造分析 第 4 页 序号 名称 材质规格 数量 备注 1 进料法兰 316L 1 2 敲击器 组合件 4 主材304 3 前滚圈 42CrMo 1 外购 4 齿圈 ZG42CrMo 1 厂家供货 5 保温层支架 304 3 6 后滚圈 42CrMo 1 外购 7 管板 316Lδ=60 2 8 加热系统 组合件 1 主材304 9 排污口 316L 3

10 换热管4种规格 316L φ73X5 21 L=24200mm 316L φ88.9X3 42 L=24200mm 316L φ114.3X3 42 L=24200mm 316L φ141.3X3.5 42 L=24200mm

1.5干燥机工作原理特点 在干燥机内部安置了蒸汽加热管，加热管贯穿整个干燥机，以同心圆方式排成4个圈，干燥机所需的热量由蒸汽加热管提供。 进入干燥机的物料受到加热管的搅拌作用，加热管同时提供热量干燥，再借助干燥机的倾斜度，物料从加热口向出料口移动，从出料口排出。 物料中汽化的二次蒸汽从排气口进入尾气处理系统，除去粉尘或回收溶剂；对易燃易氧化的物料，还可以用惰性气体闭路循环，使其不被氧化，从而提高产品的质量和产量。 蒸汽回转干燥机的制造分析 第 5 页 2 干燥机机身制造难点分析 2.1 单节筒体的制造 筒节主材为316L，厚δ=20mm,δ=45mm 和δ=60mm三种规格（前后滚圈所在筒体下为板厚δ=60mm，齿圈所在筒体下板厚δ=45mm），内径φ3800mm，单节筒节最大长度为2380mm，单节筒节的椭圆度要控制在1mm以内。 由于筒节较薄，在滚圆成型离开滚板机的压紧力后，筒节自身由于弹性回收及自重的原因，往往出现“鸭蛋形”。而且筒节纵缝的错边量，棱角度的存在，给椭圆度的控制带来麻烦，这是极为重要的技术难点。

2.2 管板的焊接 管板的材质为316L，厚度δ=60mm， φ3800mm。由于市场上最大板幅仅为2380mm，管板需要拼接，保证焊接中完全焊透，拼缝坡口形式为两双面坡口，拼缝要求与母材平齐，板厚较大，焊肉不易完全熔合，且焊接周期长，产生的焊接应力较大，极易造成管板的焊接变形，设计要求管板的端面平整度《2mm。一旦管板的断面平整超标，即“凹”或“凸”，就会影响后面的换热管的穿引和焊接，甚至可能引起局部的质量超重，增加干燥机在转动过程的偏心力。

2.3筒体的整体直线度椭圆度难点分析 单节筒体本身滚制成形，即使撑圆后还是有些椭圆度存在。特别设备筒体部分总长29.5m，单节筒节长2.38m，共有14节筒节组对在一起，极易造成累计误差，筒体的直线度要控制在2mm以内就不那么容易了。 目前，国内机械设备制造加工能力有限，没有“液压撑圆激光引导”组对设备，只能靠人工用原始的楔子、铁锤、液压器组对，面对如此高精度的动设备，制造过程必须是“精心细活”，不能有半点马虎，否则就会前功尽弃，筒体的直线度、椭圆度超过2mm，就是不合格产品。