燒結(jié)余熱循環(huán)風(fēng)機(jī)磨損分析和防磨處理

孔昔民

摘要：從磨損的機(jī)理入手，分析了燒結(jié)余熱循環(huán)風(fēng)機(jī)磨損的主要因素，并提出了減輕磨損的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：循環(huán)風(fēng)機(jī)磨損分析防磨

中圖分類(lèi)號(hào)：TG442 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào)：1674-098X(2012)3(b)-0000-00

1 概述

燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱循環(huán)風(fēng)機(jī)是燒結(jié)余熱發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，限于燒結(jié)余熱煙氣系統(tǒng)降低廠用電率的要求，燒結(jié)余熱煙氣系統(tǒng)目前往往不設(shè)置除塵器或只設(shè)置重力除塵器，除塵效果較差。所以,對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪的磨損研究以及防止措施,對(duì)于保證煙氣余熱利用系統(tǒng)正常運(yùn)行至關(guān)重要。

2 影響磨損的主要因素

(1)風(fēng)機(jī)葉輪磨損實(shí)際上是一種噴砂型的固體粒子對(duì)靶材表面不斷沖擊、不斷剪切同時(shí)作用的結(jié)果。磨損的程度和灰粒速度方向與撞擊點(diǎn)切線(xiàn)方向所形成的夾角大小有關(guān)。磨損可以看成是一個(gè)純機(jī)械作用的過(guò)程，磨損量和撞擊在金屬表面上粒子的總運(yùn)能成正比。即

E∝u3p*dp*K*C*τ/2g

式中E---- 磨損量g/㎡；up----煙氣中固體粒子的速度m/s；dp----粒子直徑mm；C----煙氣中固體粒子濃度 g/m3；K----比例系數(shù)；τ---時(shí)間 h

(2)磨損量與煙氣（灰粒）流速的n次方成正比，約為3次方關(guān)系。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了煙氣在風(fēng)機(jī)的流速，因此，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低，磨損量越小。

固體顆粒對(duì)風(fēng)機(jī)的磨損，將縮短風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命，其壽命可用式2估算.

T=k.δ/(c.v3)

式中：T－風(fēng)機(jī)葉片的壽命；δ－葉片厚度，m；c－氣流中固體顆粒濃度g/m3；v－葉輪外緣的圓周速度，m/s；k－壽命系數(shù)，Pa，K為硬度的因次，對(duì)于碳鋼k＝16X1012Pa.

(3)燒結(jié)煙塵對(duì)磨損的影響。

燒結(jié)礦煙塵的主要成分是鐵及其化合物，硬度高，對(duì)磨損影響較大。燒結(jié)粒子形狀對(duì)磨損量也是有影響的，帶棱角多粒子的對(duì)葉片的磨損較大。

3 葉輪采用防磨措施：

3.1 控制負(fù)壓

當(dāng)煙氣中的灰粒子濃度較大時(shí)，對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪的磨損較嚴(yán)重。因此需要合理選擇風(fēng)機(jī)全壓，避免過(guò)大負(fù)壓帶出環(huán)冷機(jī)燒結(jié)微小顆粒?？梢愿鶕?jù)環(huán)冷機(jī)料層厚度通過(guò)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制好風(fēng)機(jī)的入口負(fù)壓，故燒結(jié)余熱循環(huán)風(fēng)機(jī)通常配變頻調(diào)速或液偶調(diào)速系統(tǒng)。

3.2 選擇合適的葉片類(lèi)型

機(jī)翼型葉片效率較高，但由于葉片形狀較復(fù)雜，難于采用防磨措施。且一旦磨損效率下降較多，一般只適用于清潔氣體。

板型葉片效率較低，葉片形狀簡(jiǎn)單，容易采用防磨措施，且磨損為整體磨損，且磨損后效率不變。適合于含塵氣體。

其中前彎葉片葉輪的特點(diǎn)是尺寸重量小，價(jià)格便宜，而后彎葉片葉輪可提高效率，節(jié)約能源，故在現(xiàn)代生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)中，特別是功率大的大型風(fēng)機(jī)多數(shù)用后彎葉片。

燒結(jié)余熱循環(huán)風(fēng)機(jī)功率大多1000KW以上，通常采用后彎葉片風(fēng)機(jī)。

3.3 選擇合適的耐磨材質(zhì)

耐磨材質(zhì)主要有堆焊、陶瓷貼片、復(fù)合耐磨襯板等三種型式，以下進(jìn)行比較：

(1)陶瓷貼片，即將耐磨工程陶瓷利用高強(qiáng)度耐高溫膠粘劑或特殊焊接工藝復(fù)合在風(fēng)機(jī)葉片表面上。陶瓷本身具有良好的耐磨性能，但陶瓷較脆，在高流速下碰到硬顆粒時(shí)易碎，不適于在燒結(jié)余熱項(xiàng)目使用。

(2)堆焊，即采用耐磨電焊條、耐磨粉塊在風(fēng)機(jī)葉片磨損部位堆焊耐磨合金。由于耐磨焊條質(zhì)量和工藝的差別，導(dǎo)致耐磨性能和效果均不是十分理想，首先堆焊厚薄難以掌握，其次，堆焊表面處理不好風(fēng)機(jī)效率下降，另外，堆焊時(shí)葉片變形大，而且反復(fù)焊接會(huì)導(dǎo)致葉面產(chǎn)生裂縫，易產(chǎn)生事故。

(3)復(fù)合耐磨襯板，耐磨襯板通常采用鎳基碳化鎢合金，HRC硬度60以上，厚度通常為4～5mm，此項(xiàng)措施可保證葉片頭部在運(yùn)行的前幾年免維護(hù)，葉輪修復(fù)時(shí)只需堆焊磨損處，無(wú)須更換耐磨頭，性能能得到保證。復(fù)合鋼板還具有高硬材料和韌性材料的雙重性能，因次具有不可替代的綜合優(yōu)異性能。

3.4 選擇合適轉(zhuǎn)速的風(fēng)機(jī)

葉輪直徑超過(guò)3m以上建議將轉(zhuǎn)速控制在750rpm以下，否則葉輪外緣的線(xiàn)速度過(guò)大。

4 結(jié)論

采用多種防磨措施，是風(fēng)機(jī)防磨措施的發(fā)展方向。目前來(lái)看，采用復(fù)合耐磨襯板后彎板葉片的風(fēng)機(jī)目前在多個(gè)燒結(jié)余熱項(xiàng)目運(yùn)行，風(fēng)機(jī)葉輪磨損量極少，防磨效果理想。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳含,張應(yīng)貴.水泥廠風(fēng)機(jī)的磨損原因與預(yù)防措施[J].中國(guó)水泥,2009(5)：72-75．