桨叶干燥机的验收及调试

目前，我国压水堆核燃料元件生产中，化工转化采用ADU湿法工艺，工艺过程中重铀酸铵（ADU）滤饼干燥是关键工序之一。ADU滤饼是高黏度物料，难以输送并在干燥过程中容易结疤。传统的流化床干燥，能满足产品的质量要求，但仍然存在系统多、流程长、设备多、过程不连续、能耗大、尾气量大、废气治理负荷大等诸多问题。
我所设计人员依据近年来国内外ADU干燥技术的发展趋势，研制出桨叶干燥工艺（离心与干燥一体化工艺），将桨叶干燥机引入ADU干燥过程。同流化床干燥工艺相比，桨叶干燥工艺优势主要体现在以下几个方面：流程简短，过程连续传统的流化干燥工艺中需设置ADU滤饼的造浆、热媒的供应、固体粉末的收集、反吹气体的供应、尾气净化和中间产品的输送等数个系统，使整个干燥系统繁琐，流程长，所需设备多。
桨叶干燥工艺没有ADU滤饼的造浆过程，ADU滤饼从离心机出口直接落入干燥机内；免除了气流干燥工艺所需的热媒空气、反吹压缩空气、气固分离、固体粉料的收集等系统，使系统简单；过程中不引出中间产品，在线进行水份分析，免除了中间产品的装罐及暂存，使操作简单、过程连续。
干燥工艺能耗小桨叶干燥工艺所需要的热量，只用于ADU滤饼的加热、水份的蒸发、以及周围环境的热损失，免除了流化干燥使物料流化及流化废气所带出的热量，使耗能降低。据估算，桨叶干燥工艺比流化干燥工艺节能约65以上。
尾气量小，废气治理负荷小流化干燥中产生的废气主要来自以下四个方面：ADU浆体干燥时蒸发出的水汽及游离氨；为提供干燥需要的热量，以及物料流化及带出所需的气体量，必须向干燥系统加入足够量的热空气；布袋除尘器的反吹而加入的反吹空气；ADU中间产品的气力输送而加入的空气。据估算，后三个部分产生的废气占总废气量的94.6采用桨叶干燥工艺，产生的废气主要来源于个方面，免除了后三方面废气的产生，因此废气量大大减少，直接减轻了废气的治理负荷，有利于防止放射性废气对环境的污染。
总之：桨叶干燥机处理能力大、用气量小、有效防止ADU结疤且节能减排，是一种优良的适用于ADU湿法生产的干燥设备。
2桨叶干燥机的验收设备资产购置验收是保证设备、资产正常使用的重要工作，是国有资产管理工作的重要环节，是保证设备质量，确保工程顺利投产，取得合格产品的必要步骤。
2009年，科研设备SFX-200桨叶干燥机验收合格后在中核北方核燃料元件有限公司压水堆燃料元件生产线上投入使用；2010年7月，科研大楼设备G-3. 0桨叶干燥机的验收工作在牛。产厂家（兰州瑞德干燥技术有限公司）进行，此台桨叶干燥机结构及功能类似于202厂生产使用的SFX-200桨叶干燥机。
本人参与了G-3. 0桨叶干燥机的验收工作，并对验收过程中发现的问题进行了处理。在此，以G-3.0桨叶干燥机的验收为例，总结了验收方案及验收中发现的问题，以期对今后桨叶干燥机的验收工作提供帮助。
验收方案及过程如下：检查设备外型及现场运行情况桨叶干燥机主要由热轴、壳体、端座、旋转接头、金属软管、传动系统及机架等组成。壳体由夹套、端法兰、溢流装置、进出料口、两个斜对称清洗口、一个视镜及支架等相关部件构成。进、出料端壳体及中间段分别设置测温点。外形结构见。
本人在验收现场所见：此台桨叶干燥机结构及管口基本符合设计图纸要求。设备表面无粗糙现象，表面加工质量较好。
随后，对桨叶千燥机进行了现场空载运行和噪音测试。结论如下：现场运行过程平稳，无卡阻现象；整体设备周围1米处实测噪音为65分贝，满足供货合同技术附件中的机械要求。
检测焊缝质量热轴是本设备的核心部件之一，由主动轴、从动轴和叶片构成，其中轴管与叶片材质为304不锈钢，轴头材质为16Mn，热轴热载体采用单端进出，热轴与物料接触部分抛光处理，处理低要求达到Ra=0.4网。
热轴与叶轮之间的焊缝是检查的重点，若此处焊缝不能达到焊缝质量等级的要求，会导致蒸汽泄漏，则不能正常运行，达到干燥物料的目的。厂家出示的主要焊缝检查记录证明：共对热轴与叶轮之间8处焊缝进行检验，有7处达到I级焊缝质量要求，1处达到级焊缝质量要求，整体达到达到级焊缝质量要求。
为验证焊缝质量，厂家对本设备夹套及热轴进行了水压试验，实际水压试验曲线如下：甙验力设计压力bookmark0由此曲线可以看出，当试验水压约为设计压力的1.6倍时，对桨叶干燥机保压30分钟，压力数据保持平稳，且现场未发现渗漏现象，水压试验合格。
审查质保文件厂家己提交以下文档用于验收：终产品质量评审表、压力试验报告、工程材料及构配件报审表、工程竣工报验单、桨叶干燥机报验申请表、渗透检测报告、产品检验证明书、主要焊缝检查记录、产品质量证明书、零（部）件质量检查记录、产品质量证明书。
经验证，上述质保文件真实可靠，但仍需补充：厂家资质证书复印件、对设备加工、试压、调试过程中所出现的问题，所采取的措施及其处理后果的自查报告。
本人从以上三个方面对G-3. 0桨叶干燥机进行了验收及总结，验收过程同时可适用于其它型号桨叶干燥机。
3桨叶干燥机的调试2008年10月~12月在中核北方核燃料元件有限公司压水堆燃料元件生产线现场参与了SFX-200桨叶干燥机的运行调试工作。
3.1桨叶干燥机的正常运行2008年12月初，压水堆燃料元件生产线化工转化部分进行了联动试车。干燥工序的运行调试过程如下：首先启动电加热蒸汽机组，待桨叶干燥机夹套及热轴蒸汽疏水阀有蒸汽排出时，启动干燥机，转速调至25r/min.启动干燥工序的水喷射机组，调整干燥机内负压为50Pa左右。
饱和蒸汽压力控制为0. 55MPa0.65MPa，干燥机预热一小时后开始进料，从离心机来的ADU滤饼（平均含水率约为40（wt））靠重力直接落入干燥机炉腔内，ADU滤饼在干燥机内由低温区向高温区连续恒速运动，逐步脱除夹带水分，至炉尾时物料呈粉末状态。
经干燥及粉碎的ADU粉末，水份分析均小于3，符合要求。
干燥过程中产生的尾气经水喷射机组洗涤吸收后排入排风系统。简易工艺流程见。
桨叶千燥工艺流程简图干燥工序调试过程中，长连续运行10天，大投料量达到33kg /时，桨叶干燥机运行平稳，ADU粉末的含水率均在1（wt）3（wt）之间，千燥后的ADU粉末粒度、比表面积、松装密度等各项指标均满足压水堆燃料元件生产线质量标准要求。调试数据证明了试验所掌握经验的可靠性和数据的准确性。
在调试运行过程中发现，将桨叶干燥机运用于ADU干燥过程，有效地防止（或减缓）了ADU浆体结疤现象；同时与流化床干燥工艺技术设备相比，具有流程短、耗能少、尾气排放量小等突出优点。桨叶干燥工艺路线的确定将我国ADU干燥技术提高到了一个新的水平。
3.2桨叶干燥机调试过程中发现的问题及解决方案桨叶干燥机在ADU浆体干燥方面的优势己经得到充分体现，但是在调试过程中也发现一些问题，根据现场调试情况对这些问题进行分析并提出建议，以对该设备的改进提供。
（1）桨叶干燥机调试中时有出现堵塞现象5MPa、温度150CTl60C、进料量80kg浆体/时、干燥机转速为25r/min的条件下，对含水率约40（wt）的ADU浆体进行干燥，干燥机时有出现堵塞现象。
分析原因如下：ADU浆体粘度较大，物料的固有特性决定了其在千燥过程中随着干燥机热轴的转动会产生较大的阻力。桨叶干燥机电机的处理能力，既要克服ADU浆体的阻力，又要维持干燥机较快的转速（25r/min），因此需要足够的电机功率。现有干燥机电机功率为4.0千瓦，能力略显不够，无法带动全炉腔的ADU浆体通畅快速转动及充分地接触热源，从而使一部分浆体粘附的炉腔壁上，造成了干燥机时有出现堵塞现象。
由此可见，提高干燥机电机功率或降低热轴转速，在一定程度上可以克服这种堵塞现象。
另外，在调试过程中发现，出现堵塞现象时采用千燥机电机正转一定时间后再进行反转，可在一定程度上解决干燥机堵塞的问题。因此，在控制设计中，能实现电机的正反转，非常有必要。
干燥机壳体上设计的测温点有五处，实际上用到的只有进料端、出料端两处SFX-200桨叶干燥机的炉腔较长，试验过程中为了观察ADU滤饼在干燥机内由低温区向高温区连续恒速运动时物料温度的变化，掌握物料与蒸汽换热情况，积累更多的操作经验，在千燥机壳体上设计了五个测温点，除进、出口两端外，中间壳体上仍有三处测温点。然而，实际操作过程屮，通过屮间壳体上的三处测温点测物料的温度难度较大。温度计插得较浅时无法接触物料，测不到物料的温度；而插得较深时容易碰到桨叶叶轮；同时这三处测温点在正常生产运行时作用不大，因此建议取消。进料端、出料端两处测温点的设置即可满足生产要求。
干燥尾气夹带的ADU粉末较多在调试过程中，对干燥流程中水喷射机组水箱里的溶液进行了取样分析，发现铀含量较高，这证明了干燥尾气夹带的ADU粉末较多。
分析原因如下：千燥尾气吸收装置水喷射机组的真空度偏高，抽气量较大，因此夹带的ADU粉末较多。
传统的流化床干燥系统，放射性废气量较大，而采用桨叶干燥机干燥ADU浆体时，产生的废气主要来源于ADU浆体干燥时蒸发出的水汽及物料的分解气体，免除了热空气、布袋除尘器的反吹空气、ADU中间产品的气力输送空气等。因此，用来吸收干燥尾气的水喷射机组只需将足量的水蒸气和分解气体排走即可，无需较大的排气量以及较高的真空度。
原ADU科研试验证明，水喷射机组的真空度在-lOOPa左右时较好，真空度太大会携带走大量的ADU粉末。调试生产线上，干燥工序配套使用的水喷射机组抽气量及真空度均太大（型号：FPSW-320，真空绝压3066Pa，大抽气量320raVh），即使通过阀门调节水喷射泵循环水量，控制真空度在50Pa-200Pa之间仍较难实现。
解决方案：现场调试过程中，在水喷射泵负压管上增加了一个放空阀，通过放空阀调节水喷射泵抽气量，使干燥机内负压维持在50Pa200Pa之间，在一定程度上减少了干燥尾气夹带的ADU粉末量。在今后的ADU干燥技术改进过程中，建议选择适当的水喷射机组。
干燥机入口管道容易堵塞由于离心机的出口和干燥机的进口均为方形孔，原设计用一根方形的铁管将两个设备连接起来，使离心机落下的ADU滤饼靠重力直接进入干燥机内。
在调试过程中发现，干燥机内上升的蒸汽与离心机出口物料接触后，物料黏在方形的铁管管壁上，很难靠重力直接落入干燥机炉腔内，需要采用人工的方法每隔一段时间敲打铁管，使ADU浆体下落。由于方形铁管内壁不光滑，且四个直角区容易积料。
解决方案：调试后在离心机出口管上安装天方地圆，并在干燥机进口管上安装天圆地方的短接管，中间采用透明光滑的软管道连接，现场运行情况证明，这种改进方法很好地解决了干燥机入口管道堵塞问题。
4结语桨叶千燥机用于ADU干燥工艺中，使干燥过程连续、稳定，简化了工艺流程，减少了污染，降低了能耗和投资，是一种适用于推广的新型干燥设备。从赴厂家验收及现场调试两个重要过程对桨叶干燥机的验收、调试过程中的各种问题进行了介绍和技术总结，并且对桨叶干燥机运行中存在的问题提出了本人的思考，以期对此类桨叶干燥机今后的验收和设计改进工作提供帮助。