摘要：在管束干燥机内部的构件当中，管束内件的作用非常重要，在具体应用中，该结构可以使物料实现流动，同时也可以容许蒸汽通过，从而在物料的通过过程中，实现烘干，蒸干水分。分析其工作过程和原理，不难发现，其主要功能的实现不仅仅在于烘干物料，同时也需要传递结构来发挥作用。本文总结了管束干燥机蒸汽泄漏的故障机理，并且提出了一些可行的维修对策，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
关键词：蒸汽泄漏；焊接应力；筋板连接；液力俩合器
管束干燥机的应用越来越广泛，现在已经成为了大多数国家的首选，和过去应用的传统干燥设备相比，管束干燥机的功耗较低，同时可以实现对更多类型的物料的干燥，从结构上看，其布局紧凑，安装难度低，操作简便。自从上个世纪90年代开始管束烘干机的应用就开始向轻工业、化工业和电力、建材等等领域推广，对于各种松散类型的颗粒状和粉状物料都非常适用。但是在使用过程中较容易出现蒸汽泄漏问题，所以物料无法顺利干燥，大大降低了使用效果。本文针对其成因和具体维修对策进行了分析和总结。
一、故障机理分析
从具体的工作原理来看，电机会经过传动装置来带动管束内件来实现运动和旋转。物料则由进料绞龙输人机内。装在管束内件上的料铲一面将物料扬起，使其落人换热管的间隙中，一面推动物料前进，直到其从出料口输出为止；同时，燕汽从一端蒸汽接头进入，加热换热管，使从换热管间隙中通过的物料得以逐步烘干，而冷凝水则由另一端燕汽接头排出。因而，它不但是烘干物料的主体，还是传递运动或动力的主体。由于故障就出在它身上，所以，对管束内件的受力分析及对其内部主要结构的剖析，就是我们从根本上解决蒸汽泄漏的焦点和关键所在。
二、解决方案
（一）连接式管束干燥机
针对产生故障的成因，提出了如下的解决方案：
（1）外层换热管加上一个加强管套，管套间用筋板联结并与管板一起焊住，将换热管热影响区上所受的应力转移或减小。依据如下：
a.如前所述，由于制造的需要，管板上的管孔肯定稍大于换热管的外径，造成换热管热影响区不仅要承受焊接应力，同时还要承受弯扭组合交变应力，加快了该处的管裂，从而造成燕汽泄翻。由图9可见，加强管套与管板焊接后相当于延长了管板的管孔，由于加强管套是在收紧后再与管板焊接的，因此与换热管之间没有间隙，严丝合缝，这就使换热管热影响区只承受单一的扭矩，而将受交变弯曲应力处转移到了加强管套的外端、换热管母材强度未变且又没有焊接应力的位置。
b.加强管套之间用筋板焊连接，它们又与管板焊接成一体，而换热管与加强管套之间又是零间隙，可以等同认为，这段换热管与管板基本上是一体的。因此，当设备启动时，管板与装了加强管套和筋板的外层换热管可视为是同时动作的，滞后性非常小。这不仅意味着外层换热管热影响区的扭矩负担大大减小，而且由于外层换热管承受了设备工作中的大部分扭矩，因而也大大减轻了内层换热管的扭矩负担。
（2）在大中型管束干燥机的电机与减速机之间增设液力偶合器，既能使设备启动平缓，免遭冲击力，又可保证设备不超负荷运转，延长其使用寿命。
（3）以气体保护焊取代传统的手工电弧焊；焊接电流尽量小，以尽量减小焊接热对焊缝的影响；制定合理的焊接工艺，严格控制焊接过程，尽量控制焊接应力；两道焊缝之间及焊完后，采取消除焊接应力的措施，尽量消除焊接应力。
（4）对大型管束千燥机，应考虑适当增加换热管的壁厚。
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（二）焊接式管束干燥机
焊接式管束干燥机仅适用于小型管束干燥机（大约150平方米以下），大、中型管束干燥机应尽量做成联接式，以从根本上解决管板的外凸变形。实际上，焊接式与联接式相比，虽然节省了原材料成本、密封件和标准件成本，但焊接成本和装配成本等制造工艺成本却提高了，这使得制造周期大大延长。当然，国内劳动力成本的低廉，订货合同（如交货期限）执行的不严，使装配成本在一些企业中常常将其忽略。
三、设备选用要点
（一）考虑设备使用寿命
在设备的采购环节中，工艺设计人员就需要对设备的使用寿命加以关注，具体来说，主要包括以下两个方面：
（1）确定合理管径与长度
管束干燥机的规格主要是基于直径为单位来进行划分的，在相同的系列当中，又结合换热管的长度为标准来分成若干种规格。工艺技术人员在设计以及设备选型过程中，也需要及时考虑这些问题，结合实际应用情况来看，如果可以满足热交换比，即可选用长度以及直径之间的比值较小的设备。举例来说，在实际应用中，150m2和210m2这两个类型的管束干燥机是属于相同的系列的产品，在规格上有一定区别，对比长度和直径之间的比值，后者比前者要大。某淀粉厂在使用过程中并未应用蒸汽泄漏解决方案进行处理，在三年的使用后，后者已经有部分换热管无法使用。结合用户的普遍反馈情况来看，也普遍认为，长径比较小的较为实用，可以在多年的使用中维持稳定运行。
（2）选择规格合理的设备
在设备选型过程中，也要避免盲目选择大规格的管束烘干机设备。在使用以及调查中不难发现，大型管束烘干机的蒸汽泄漏问题是非常常见，其成因在于我国自产的设备大多为焊接方式来实现连接的，所以体现出了焊接应用较高、管板形变较为明显的情况；其二，现在我国所生产的大型管束烘干设备在设计上大多是模仿国际同类产品的成果，由于技术条件上的不足，无法实现自主设计。由此，也因为实验手段的不足，无法全面保证结构设计的合理性。加之大型设备和小型设备的设计要求本身就是有所区别的，如果没有注意其中的细节问题，则必然会在后续使用时出现隐患。
（二）重视细节部位的检查
不少管束烘干机生产厂商出于降低成本的考虑，可能会在用料上出现问题，同时也不会设置检修孔，导致无法及时检修大型设备。所以在设计过程中，为了给用户提供便利，可以在后续使用中顺利开展检修工作，需要设置合理的检修孔，尤其是在大型管束干燥机设备，更需要在两端封头上设置检修孔。以往在出现蒸汽泄漏问题时，需要检修，只能用户结合需要自行开孔，这种行为对于压力设备的检修来说是非常危险的。
四、总结
在前文的分析中，本文针对管束干燥机当中存在的蒸汽泄漏问题的机理进行了分析和判断。在具体应用中，管束干燥机的优势较为明显，不仅仅可以实现充分换热，同时运行效率较高，有良好的节能性，加之结构紧凑，占地空间不大，所以得到了一定程度的推广。但是很多设备在使用中都出现了蒸汽泄漏的问题，无法顺利完成烘干。本文针对这些问题提出了一系列可行的维修对策，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
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论文作者:李亚久,杨玉锋,宗明玺,车成琦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/7/5
标签：干燥机论文; 热管论文; 蒸汽论文; 设备论文; 物料论文; 应力论文; 机理论文; 《基层建设》2019年第15期论文;