燒結(jié)風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)改造

屈秀忠，郎忠勇

（山西太原鋼鐵集團(tuán)（有限）公司峨口鐵礦，山西忻州 034207）

0 引言

太原鋼鐵集團(tuán)（有限）公司峨口鐵礦200 萬噸球團(tuán)系統(tǒng)采用鏈蓖機(jī)—回轉(zhuǎn)窯—環(huán)冷機(jī)燒結(jié)工藝，2004 年底建成投產(chǎn)。新的球團(tuán)系統(tǒng)是在原豎爐球團(tuán)的基礎(chǔ)上改建的，產(chǎn)品仍然是酸性氧化球團(tuán)，原料是自產(chǎn)鐵精礦粉，煙煤粉作燃料，有機(jī)復(fù)合膨潤土作粘結(jié)劑。經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)踐，系統(tǒng)年產(chǎn)量已達(dá)到220 萬噸，產(chǎn)量超過設(shè)計(jì)能力的10%。

近年，為達(dá)到國家煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，公司增加了濕法脫硫系統(tǒng)，該系統(tǒng)雖然達(dá)到環(huán)保要求，但也增加了球團(tuán)生產(chǎn)熱風(fēng)系統(tǒng)阻力，影響球團(tuán)礦產(chǎn)量，很有必要對主引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。

1 現(xiàn)狀

2017 年太鋼峨口鐵礦200 萬噸球團(tuán)生產(chǎn)線，在主引風(fēng)機(jī)出口安裝了一套石灰—石膏濕法煙氣脫硫裝置。經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)鏈蓖機(jī)—回轉(zhuǎn)窯—環(huán)冷機(jī)主生產(chǎn)線熱風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量不足、負(fù)壓減小，每小時(shí)產(chǎn)量減少40 t。經(jīng)過技術(shù)人員工藝跟蹤排查發(fā)現(xiàn)，由于脫硫塔阻力增加了600～700 Pa，造成原有燒結(jié)主引風(fēng)機(jī)流量、壓力不足，需進(jìn)行改造，為了減少投資和縮短安裝時(shí)間，只能在原有風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。

2 改造方案

2.1 主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)

（1）SJ15000 主引風(fēng)機(jī)原始性能。風(fēng)量15 000 m3/min，靜壓升5500 Pa，工作溫度170～200 ℃，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速960 r/min，海拔1132 m（88.43 kPa），進(jìn)口密度0.717 kg/m3，電機(jī)2240 kW、10 kV。

（2）改造要求。在保證原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)尺寸不變，電機(jī)功率不變的基礎(chǔ)上，最大增加風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓，風(fēng)壓要增加1000 Pa，風(fēng)量要達(dá)到1 000 000 m3/h。

2.2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)主引風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流105 A，實(shí)際軸功率在1545 kW 左右，根據(jù)現(xiàn)運(yùn)行的SJ15000 風(fēng)機(jī)性能曲線可分析出，現(xiàn)運(yùn)行實(shí)際工況是全壓在5552～5675 Pa，靜壓4941～4994 Pa，流量762 000～675 000 m3/h，風(fēng)機(jī)效率73%左右。該風(fēng)機(jī)做功主要是靜壓做功，靠靜壓克服系統(tǒng)阻力，達(dá)到輸送風(fēng)量的目的，故應(yīng)按靜壓選型風(fēng)機(jī)，靜壓是風(fēng)機(jī)壓力的考核參數(shù)。

根據(jù)上述要求，改造方法是選用高效模型，盡量提高電機(jī)運(yùn)行電流，達(dá)到增加風(fēng)壓風(fēng)量的目的。

根據(jù)電機(jī)額定電流與現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)機(jī)電流計(jì)算，當(dāng)電機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)，風(fēng)機(jī)葉輪直徑應(yīng)增加到2740 mm（原風(fēng)機(jī)葉輪直徑為2500 mm），考慮電機(jī)應(yīng)有儲備系數(shù)，按1.1 安全系數(shù)考慮，故風(fēng)機(jī)最終改造后葉輪直徑為2700 mm。原風(fēng)機(jī)模型型號為4-73-15 系列（12 個(gè)單板葉片），效率較低，最高效率點(diǎn)位77.89%，模型改為目前推廣的清華4-73 模型16 個(gè)單板葉片。改造后風(fēng)機(jī)達(dá)到的性能：流量1 000 000 m3/h（流量增加11.1%），全壓6206 Pa，靜壓5915 Pa（靜壓增加1000 Pa），風(fēng)機(jī)效率83.36%，軸功率2005.4 kW 運(yùn)行電流136.2 A，改造后風(fēng)機(jī)型號SJ16500。

風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)分析，原風(fēng)機(jī)主軸，軸承箱及軸承通過計(jì)算，在葉輪直徑增大情況下，強(qiáng)度滿足要求。葉輪強(qiáng)度計(jì)算按400 ℃工況下計(jì)算，故仍使用原風(fēng)機(jī)軸承箱及軸承。機(jī)殼出口角度為減小系統(tǒng)阻力根據(jù)現(xiàn)場系統(tǒng)管道重新確定，需保證原風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)不變，考慮到現(xiàn)場檢修，重新制作機(jī)殼，根據(jù)現(xiàn)場管道實(shí)際情況，確定機(jī)殼/進(jìn)氣箱進(jìn)出口角度改為60°（出口）/120°（進(jìn)口），風(fēng)機(jī)旋向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（由電機(jī)端看）。由于風(fēng)機(jī)性能增加，原電動執(zhí)行器不能滿足使用要求，故電動執(zhí)行改為B+RS1250（保證與原電動執(zhí)行器安裝尺寸互換）。改造后的主引風(fēng)機(jī)現(xiàn)場如圖1 所示。

2019 年6月，利用球團(tuán)系統(tǒng)大修期間實(shí)施了該項(xiàng)目，只更換新型葉輪及機(jī)殼，其余利用原有設(shè)施，安裝時(shí)間短、投資小、解決了生產(chǎn)系統(tǒng)的大問題。

圖1 改造后的主引風(fēng)機(jī)現(xiàn)場

3 改造效果

改造后，經(jīng)過幾個(gè)月的運(yùn)行，主引風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)無異常，風(fēng)量由改造前的900 000 m3/h 提高到1 000 000 m3/h，風(fēng)壓提高了約1000 Pa，克服了后期配置環(huán)保設(shè)施對主生產(chǎn)系統(tǒng)的影響，球團(tuán)礦小時(shí)產(chǎn)量達(dá)到歷年來最高水平。