高爐除塵風(fēng)機(jī)葉輪的改造

黃海軍,張　奇,宣遠(yuǎn)山

(1.馬鞍山技師學(xué)院　安徽省馬鞍山市　243000；2.馬鞍山職業(yè)技術(shù)學(xué)院　243031；

3.圣戈班管道煉鐵廠　安徽省馬鞍山市　243000)

高爐除塵風(fēng)機(jī)葉輪的改造

黃海軍1,張奇2,宣遠(yuǎn)山3

(1.馬鞍山技師學(xué)院安徽省馬鞍山市243000；2.馬鞍山職業(yè)技術(shù)學(xué)院243031；

3.圣戈班管道煉鐵廠安徽省馬鞍山市243000)

摘要：提出一種改造方案：通過對(duì)前端除塵器進(jìn)行修復(fù)改造，保證其進(jìn)入風(fēng)機(jī)中灰塵含量小于每立方100毫克，減少對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪葉片的再次磨損。并對(duì)風(fēng)機(jī)葉片磨損嚴(yán)重部位進(jìn)行割除置換加固，大大改善風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況。

關(guān)鍵詞：除塵系統(tǒng)；風(fēng)機(jī)；振動(dòng)；葉輪；改造

某煉鐵廠高爐于2007投產(chǎn)。高爐整個(gè)除塵系統(tǒng)有2臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)組成。其中一臺(tái)為G4-73 22D風(fēng)機(jī)，它是整個(gè)除塵系統(tǒng)的核心設(shè)備。一旦發(fā)生故障，整個(gè)高爐系統(tǒng)環(huán)境將遭到很大的污染，生產(chǎn)也會(huì)受影響[1]。

1風(fēng)機(jī)故障的表現(xiàn)過程

整個(gè)風(fēng)機(jī)故障表現(xiàn)為PLC組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)曲線顯示振動(dòng)值產(chǎn)生逐漸增大的趨勢(shì)(由2.3 mm/s升至為5.8 mm/s)。隨后，其振動(dòng)值突然迅速變大，直至檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警，人站在風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上明顯感覺到基礎(chǔ)在振動(dòng)。測(cè)振儀檢測(cè)振動(dòng)值達(dá)到10 mm/s以上，被迫停機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響了生產(chǎn)。

2故障原因的確定

揭開風(fēng)機(jī)蝸殼大蓋后風(fēng)機(jī)葉輪鏈接螺栓完好，但轉(zhuǎn)子葉片根部后側(cè)約三分之一處遭到嚴(yán)重磨損，前端和后端均磨損沖刷為鋒利的刀口狀，原葉片前端加強(qiáng)部分全部磨光。中部段由原來14 mm厚度的板材磨損為僅剩約8 mm左右,如圖1所示。由于葉片遭到嚴(yán)重磨損，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)靜平衡均遭到嚴(yán)重破壞，因而產(chǎn)生劇烈振動(dòng)[2]。

3葉片嚴(yán)重磨損產(chǎn)生的原因

經(jīng)過分析造成葉片后根部嚴(yán)重磨損的根本原因是由于灰塵顆粒物比重較重，吸入后由于慣性的作用多集中于后根部，后根部前端由于受到灰塵顆粒直接的沖刷，磨損較快。而磨損部位外側(cè)，由于葉輪直徑較大，達(dá)2.6 m。外側(cè)線速度較高，達(dá)到約130 m/s，從而形成對(duì)外側(cè)后跟部位形成強(qiáng)烈快速?zèng)_刷。故而該部位也造成了較嚴(yán)重磨損損壞[3]。

由于該風(fēng)機(jī)的工作介質(zhì)要求為經(jīng)過除塵器過濾后的空氣灰塵含量最大為每立方100 mg。對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的磨損量較小。造成該葉片的磨損直接原因是因其前端布袋除塵系統(tǒng)布袋有逐漸老化通洞的現(xiàn)象，從而造成工作介質(zhì)中含有的粉塵量和顆粒物逐漸增大。從而造成葉輪葉片有逐漸磨損現(xiàn)象，故而振動(dòng)從最初值2 mm/s逐漸增大的現(xiàn)象。突然發(fā)現(xiàn)振動(dòng)急劇增大，是由于前端除塵器多個(gè)布袋脫落。部分灰塵沒有經(jīng)過過濾，直接進(jìn)入風(fēng)機(jī)。造成進(jìn)入風(fēng)機(jī)的介質(zhì)中的灰塵和顆粒物急劇增加，造成了葉輪葉片快速急劇的嚴(yán)重磨損，迅速破壞了轉(zhuǎn)子的動(dòng)靜平衡。造成劇烈振動(dòng)，被迫停機(jī)[4]。

4故障的處理方法

找到了風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的根源，改造方案如下：

1.對(duì)前端除塵器進(jìn)行修復(fù)改造，保證其進(jìn)入 風(fēng)機(jī)中工作介質(zhì)中的灰塵含量小于每立方100毫克。以減少對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪葉片的再次磨損。

2.對(duì)風(fēng)機(jī)葉片決定采取置換的方法，對(duì)磨損嚴(yán)重部位進(jìn)行割除置換加固。

5具體實(shí)施方案

雖然原來葉輪葉片的原材質(zhì)為16Mn,具有一定的耐磨性，決定采用更加具有耐磨性的材料抗磨高鉻鑄鐵Cr15MOZCu不銹鋼材料，對(duì)其進(jìn)行局部置換。

為保證十二片葉片置換后完全一致，以減少置換后轉(zhuǎn)子靜平衡的誤差，在原有風(fēng)機(jī)葉片的基礎(chǔ)上，精心制作一個(gè)樣板。按照樣板剪裁了十二個(gè)厚度為14 mm的抗磨高鉻鑄鐵Cr15MOZCu不銹鋼板材。并將剪裁好后的板料與葉片焊接部位打磨成凸面X形對(duì)接焊縫。以確保焊縫的均勻飽滿。與腹板采用對(duì)稱雙面焊縫，焊縫高約10 mm。焊接完成后對(duì)焊縫進(jìn)行打磨拋光。

用樣板對(duì)葉片置換位置進(jìn)行精確畫線。為減少切割對(duì)葉輪變形的影響，將十二個(gè)葉片對(duì)稱的兩個(gè)葉片分為一組，采用一組同時(shí)切割并打磨清理切割口。(避免焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔夾渣等。)在組對(duì)的過程中，為減少十二片葉片置換后，由于累積的誤差而造成對(duì)轉(zhuǎn)子的平衡的影響，以原葉片未切割部分為基準(zhǔn)，為保證對(duì)置換板料與原葉片的角度、平直度保持一致，我們采用了四點(diǎn)螺栓微調(diào)的辦法，用直鋼尺和塞尺進(jìn)行微調(diào)精確定位。保證了所有誤差控制在1 mm之內(nèi)。

具體操作方法如圖2、3所示。

為防止葉輪的變形，采取逐組對(duì)稱操作完成并在冷卻后，再進(jìn)行下一組的置換操作。將上述一組葉片調(diào)整準(zhǔn)確后，采用G202不銹鋼焊條(該焊條適用于這兩種材料且具有一定的耐磨性)點(diǎn)焊焊接點(diǎn)牢。點(diǎn)牢后采取兩對(duì)稱葉片兩人同時(shí)焊接的方法進(jìn)行焊接。以防止焊接應(yīng)力不對(duì)稱，造成葉輪腹板的變形。焊接完成后，待冷卻后，用同樣方法進(jìn)行下一組對(duì)稱葉片的焊接。直至6組葉片按順序全部焊接完成。為消除焊接后產(chǎn)生的焊接應(yīng)力，采取了火焰退火的方法，逐組對(duì)稱的對(duì)焊縫進(jìn)行了退火處理，以消除焊接后產(chǎn)生的應(yīng)力，以消除對(duì)葉輪的影響。為了增強(qiáng)和延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)葉片的耐磨性和使用壽命，在置換部位的內(nèi)側(cè)迎頭部位采用對(duì)稱雙面焊縫的形式加焊了直徑為25 mm，長(zhǎng)度為300的超高錳合金(ZGMn18Cr2MoRe)不銹鋼材料的圓鋼。焊肉要求飽滿均勻無夾渣氣孔等，并進(jìn)行打磨拋光。這樣可以減少粉塵顆粒物對(duì)葉片的直接迎頭沖刷磨損。從而達(dá)到了保護(hù)和延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)葉片的耐磨性和使用壽命。如若圓鋼處磨損嚴(yán)重，也便于今后割除更換維修[5]。經(jīng)過上述一系列的處理完成后，為了判斷轉(zhuǎn)子靜平衡受到改變影響的程度，由于沒有檢測(cè)平衡的儀器，拆開電機(jī)和風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器的彈性柱銷，采用了人工盤動(dòng)轉(zhuǎn)子的方法，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子始終歸為于某一點(diǎn)的附近，從而確認(rèn)該葉輪經(jīng)處理后靜平衡產(chǎn)生了誤差。為確認(rèn)不平衡的位置和重量，我們采用了在轉(zhuǎn)子腹板外側(cè)用多塊大小、重量不等的磁鐵塊，反復(fù)盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，調(diào)換磁鐵塊的重量和位置，最終找到了該不平衡點(diǎn)位置和確認(rèn)了磁鐵塊的重量。經(jīng)電子秤秤重，約120克。最終在腹板外側(cè)的確認(rèn)位置加焊了一塊重約120克的配重鐵塊為最佳狀態(tài)，初步解決了轉(zhuǎn)子靜平衡的誤差。

6結(jié)論

經(jīng)過上述一系列的處理后，進(jìn)行了封蓋試車。經(jīng)檢測(cè)這時(shí)候風(fēng)機(jī)的振動(dòng)值由原來9.5 mm/s降

為5.2 mm/s。已處于具備使用的狀態(tài)，為進(jìn)一步檢驗(yàn)檢測(cè)該風(fēng)機(jī)處理后的狀況。用專業(yè)動(dòng)平衡儀器對(duì)該風(fēng)機(jī)的動(dòng)平衡進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)調(diào)整。在原焊接配重塊左側(cè)偏角約25°處，在腹板外側(cè)的位置加焊一塊約30 g的配重小鐵塊后，重新開機(jī)。最終振動(dòng)值降為2.4 mm/s，達(dá)到了優(yōu)良的效果。PLC組態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)亦顯示振動(dòng)值正常，本次技改大大改善了風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況[6]。改善了高爐的生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)也節(jié)約了經(jīng)濟(jì)價(jià)值約捌萬元，及時(shí)消除了對(duì)生產(chǎn)的影響。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陶治.材料成型技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002

[2]李建偉.ControlLogix系統(tǒng)在通鋼7#高爐生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2012，23

[3]李麗娜.高爐礦槽系統(tǒng)控制[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè).2013，6

[4]劉恒,王楊華,周飛船. 撥風(fēng)控制系統(tǒng)在高爐鼓風(fēng)中的應(yīng)用[J]. 冶金動(dòng)力. 2013，5

[5]沈燦鋼,王愛國.煉鐵高爐上料自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)電技術(shù). 2013，2

[6]劉鴻文.材料力學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2004

Improvement of Blast Furnace Dust Removal Fan Impeller

HUANG Hai-Jun1,ZHANG Qi2,XUAN Yuan-shan3

Abstract：System for the rotor movement was severely damaged and was forced to stop.This paper proposes a renovation scheme:to reform the front filter to repair,ensure it into the dust content in the fan per cubic metre of less than 100 milligrams,reduce the fan impeller blade wear again. And the fan blade wear parts are cut out replacement reinforcement,greatly improved the operation condition of than fan.

Key words：Dust removal system;Fan;Vibration;The impeller;Modificatio

【基金項(xiàng)目】安徽省省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目：精品資源共享課程《工控組態(tài)技術(shù)》，項(xiàng)目編號(hào)：2014gxk104.

作者簡(jiǎn)介：黃海軍(1984-), 男, 馬鞍山技師學(xué)院，鉗工實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師。

收稿日期：2015-03-10

中圖分類號(hào)：TF066.3+8：TH445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-9994(2015)02-0020-02