力学哥岛津式24吨铅粉机提产节能改进 [技术应用]-中国电源

力学哥岛津式24吨铅粉机提产节能改进 [技术应用]-中国电源

力学哥
岛津式24吨铅粉机提产节能改进
李合周1 陈建丰2杜建民3
(浙江天能动力能源有限公司)
关键词：铅粉机 改造 提产 节能
摘要：本文详细介绍了岛津式铅粉机的产能提升改造的关键方案和方法，改造后产能提升和能耗降低的效果。
The Improvement On SHIMADZU24 ton lead Oxide PowderMachine
LiHezhou1 ChenJianfeng2DuJianmin3
（ZheJiangTianNengPower Resource Co.ltd, zhejiang313100）
Keywords:Lead oxide powdermachine, Transformation, improve production,energy consumption.
Abstract: thepaper introduces the key plan and method in detail on SHIMADZU lead oxide powdermachine's transformation, whose purpose is to improve production capacity and reduce energy consumption.
一、前言 改造背景
截至2015年底，我公司铅粉车间共有10台24T岛津式铅粉机。自2011年调试投产以来，实际日产量平均在16～18吨左右，只有标称产量的70%-75%。
随着生产产能的不断扩大，铅粉产量难以满足后道生产的需求。铅粉产能成为我公司极板生产的瓶颈工序之一。
增加新的铅粉机，不仅需要投资巨大，更重要地是受生产场地的制约，现有空间已经没法再增加安装一套铅粉机。因此，只有通过全面技术改造提升铅粉机产能。
2016年2，3月份，利用生产间隙，我公司工程设备部全部完成了对10台铅粉机的改造。经过半年多运行，并在此期间不断优化、完善，已经取得了显著的效果。铅粉产能从原有的16～18T/台左右提升到24～26T/台，关键理化指标完全满足技术要求。
二、改造方案与实施
1.铅粉机滚筒内部结构改进：
1.1 扬粉机构的优化设计改进
扬粉机构是铅粉机的核心机构，其设计是否合理，对铅粉的产能和理化指标的影响至关重要。24T铅粉机原有扬粉机构为沿滚筒内壁圆周径向分布焊接有8个角钢，但由于角钢与铅粉接触面积较小，属于局部扬粉，扬粉效果不理想。
我们通过对铅粉机运行时内部铅粒的运动轨迹、铅粒的粒度分布情况进行分析、研究，对扬粉机构进行了优化设计：在8根角钢处沿轴线方向平行焊接8根圆钢，通过此改进，一方面增大了扬粉机构与铅粉的接触面积，使原有的点接触改善为线接触，大幅度提升扬粉能力；另一方面便于铅粒层底部细颗粒的铅粉扬起，从而保证视密度、氧化度等理化指标满足工艺要求。
1.2 滚筒出粉端匀粉装置设计改进
在铅粉机出粉口处，大颗粒的铅粉会被反推螺旋推回至滚筒内部。反推回的铅粉易堆积在滚筒出粉端封头，既影响该位置铅粒的研磨效果，又不利于铅粉机的稳定运行。我们在该封头处沿内壁等分加装焊接了3条条形钢板，该钢板倾斜一定角度，在滚筒旋转时将堆积此处的大颗粒铅粉推向滚筒中部，从而促进封头段铅粒粒径分布合理，提高研磨效果，同时进一步提高了铅粉机安全运行的可靠性。
2. 负风压控制系统优化设计改进：
负压风风量是铅粉机运行的核心参数，其大小是通过执行机构带动负压风管上的风
门控制，控制精度较低、波动大、故障率高，且风机能耗大。针对上述情况，我们将风门拆除，在30kw负压风机上加装了一台变频器，通过变频调节负风压电机频率，以达到控制负风压风量的目的，该设计控制精度高、无风压波动、故障率低，既保证了铅粉理化指标的稳定，又大幅度降低了风机能耗，实现了节能降耗的目的。
3. 铅粉机滚筒冷却系统的改进：
3.1 滚筒冷却管路改进
产能的提升、氧化速度的提高，必然造成热量的大幅度提升，原有滚筒冷却水管路为DN20管路，管径较小，冷却能力不足。我们将原有冷却管路拆除，在铅粉机罩壳外重新设计安装了两根冷却管路。管道材料为无缝钢管。每根主喷水管上等距离分布安装了支喷水管穿过罩壳进入罩壳与滚筒夹层。两根主喷水管通过一个三通接头连接，再与主供水网连接。冷却管路的改进，提高了冷却能力，避免了因冷却能力不足造成的温度高现象，为铅粉机安全温度的运行提供了保障。
3.2 恒压供水系统设计
对铅粉机总供水管路采用恒压供水系统，供水压力自动调节，稳定运行，避免供水压力不足或压力波动，造成铅粉机冷却效果不良，温度波动较大，从而保证铅粉机安全稳定的运行。
4. 集粉器冷风管路系统设计：
铅粉机产量提升过程中，为保证铅粉理化指标满足工艺要求，滚筒运行温度也会逐步提高，气流经过滚筒升温后，高温气流进入集粉器，集粉器内部温度随之升高。当铅粉机在产量增加到25吨时，集粉器内最高温度可达到145℃。集粉器内温度过高会降低布袋使用寿命，在一定条件下甚至引起布袋自燃，存在极大的安全隐患。针对上述情况，我们在负压风管路系统增加了冷风管路系统：在铅粉机到集粉器之间的输粉管道上设计一个三通，加装一个自制的蝶阀。蝶阀一端连接三通，一端与车间相通，在铅粉机运行时，将蝶阀打开，通过铅粉系统负压作用将室内低温空气吸入负压风管内，低温空气与负压风管内高温气流混合降温后再进入集粉器内，从而降低集粉器内温度。集粉器内温度高低可由蝶阀开度进行控制，温度过高，蝶阀开大；温度过低，减小蝶阀开口或者关闭。冷风管路系统的设计既延长了布袋的使用寿命，降低了使用成本，又避免了安全事故的发生，保证设备的安全运行。
三、改造效果、产能和能耗对比
1. 提高产能45%；
改进前每台铅粉机实际日产量平均在16～18吨左右，只有标称产量的70%-75%，改造后运行半年以来，每台铅粉机的实际产量可达到26吨以上，单台产能提高了45%。
每台铅粉机年产能可增加：8吨/天*350天=2800吨。
2. 能耗降低23%；
每吨铅粉电耗从2015年的127度/吨降低到2016年的97度/吨，电耗节约为23%。
每台铅粉机每年可以节约电费：（127-97）度/吨*26吨/天*350天*0.65元/度=177450元。
3.2015年/2016年4—9月份6个月小密铅粉制造工段7台铅粉机铅粉产量和电耗对比数据。
2015年/2016年铅粉机改造前后（吨铅粉·电耗）对照表
时间
项目
2015年
4月
5月
6月
7月份
8月份
9月份
6个月产量/能耗（度/吨）
铅粉产量（吨）
3,425
3,678
2,920
3,413
3,598
3,949
20,983
耗电量（度）
425,880
460,890
386,060
423,850
462,730
497,580
2,656,990
能耗（度/吨）
124
125
132
124
129
126
127
2016年
铅粉产量（吨）
3,990
4,259
2,855
3,676
3,888
3,359
22,027
耗电量（度）
403,200
383,510
281,940
374,220
373,140
346,770
2,162,780
能耗（度/吨）
101
90
99
102
96
103
98
4.减少设备投资，节约生产面积；新投资一台套铅粉机及附属系统，至少需要80万元，如果委托生产厂家或专业公司改造，每台改造费用至少需要5万元。而我们自己改进，每台改造费用只需约8000元左右。
5.铅粉机产能大幅度提升，为生产提供了有力的保障，生产需求减少时，我们可以减少铅粉机开启台次，不仅可以降低能耗，同时为设备维护保养提供了充分的时间。
6.杜绝了火灾隐患，延长了布袋寿命：集粉器布袋温度降低后，集粉袋寿命大大增加，而且可以避免了布袋自燃，减少了火灾隐患。
附 铅粉理化数据
小密2#，1.39【平均】
小密3#，1.58【平均】
小密7#，1.46【平均】
大密1#，1.43【平均】
大密4#，1.43【平均】
样品浓度：1.5
样品浓度：1.5
样品浓度：1.5
样品浓度：2.2
样品浓度：1.3
D10=1.49um
D10=1.42um
D10=1.45um
D10=1.23um
D10=1.32um
D50=5.46 um
D50=4.39um
D50=3.70um
D50=2.87um
D50=3.58um
D90=35.90 um
D90=46.22um
D90=43.47um
D90=17.99um
D90=30.82um
D99=75.72 um
D99=96.96 um
D99=101.83um
D99=66.93um
D99=94.20um
S/V=17814.90cm2/cm3
S/V=18889.58cm2/cm3
S/V=19530.29cm2/cm3
S/V=23839.17cm2/cm3
S/V=20864.28cm2/cm3
Dav=12.78 um
Dav=14.66 um
Dav=14.20um
Dav=7.45um
Dav=11.18um
氧化度
70～80
视密度
1.35～1.55
四、结论
通过对铅粉机的优化改进设计，铅粉产能从原有的16～18T/台左右提升到24～26T/台，提高产能45%，降低能耗23%，关键理化指标完全满足技术要求；同时减少设备投资，节约生产面积；避免了安全事故的发生，保证设备的安全运行。取得了明显的经济效益。
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