炼钢厂布袋除尘器风机叶轮寿命的讨论

炼钢厂布袋除尘器风机叶轮寿命的讨论

炼铁厂高炉出铁场除尘一般采用的是正压大布袋除尘器,原风机采用传统的机翼型结构,风量风压达到设计要求,由于系统中含尘浓度大,粉尘硬度高,风机实际运行时,叶轮磨损严重,粉尘进入磨穿的叶片中,造成风机运行的振动大,使风机叶轮使用寿命缩短。据统计,一年的时间里,共更换了7只叶轮,平均每只叶轮的使用寿命仅为52 d;风机叶轮的频繁更换,既不利于计划检修的控制,又浪费了大量的人力和财力,为此,只有采取措施改造除尘风机叶轮。

问题分析通过对原正压除尘系统设计参数和风机结构的分析,发现原机翼形风机叶轮存在以下缺陷:(1)风机叶片形式为机翼型结构,材料厚度为6mm,抗耐磨性能低;(2)机翼形中空叶片磨穿后,粉尘进入叶片后附加不平衡力增加,导致风机运行振动增大;(3)叶轮进气端沿叶片靠轮盘处未作耐磨措施,叶轮耐磨性差。

方案选择针对风机叶轮存在的上述情况,通过讨论、模拟比较,在不影响风机各项工艺指标的前提下决定采取以下措施,以改进风机抗磨损性,提高风机性能和延长叶轮使用寿命。

(1)将风机叶轮叶片由中空机翼型改为后向板型叶片,而叶轮外形尺寸保持不变,以确保叶轮与原风机的互换性;(2)风机叶片头部磨损严重处增加耐磨鼻,并采用耐磨堆焊加以保护,叶片磨损区域增加耐磨条和耐磨堆焊结构;(3)考虑到粉尘对叶轮根部焊缝的冲刷磨损,在叶轮叶片根部增加耐磨护板,确保焊缝的可靠性;(4)考虑到叶轮宽度大,从安全角度出发,为加强叶片刚性,将副前盘变短改为加强圈,从而能提高部分叶轮内效率;(5)主要材质及工艺选择。

具体措施根据选定的改造方案,可以看出制约叶轮使用寿命的主要因素是叶轮的防磨问题,通过查阅材料手册及材料焊接书籍,最终决定采取以下材料及工艺来解决叶轮的磨损问题。

(1)设计采用优化气流流道的措施,改善粉尘冲刷叶片和叶轮中盘的角度,从而减轻冲击磨损。

选用后弯板式叶片的叶轮,通过调整叶道长度,减少叶片出口角度,减少叶片入口气流攻角,叶轮前盘采用锥弧形等得以实现。可以预计,在保证风机性能的前提下,通过对叶轮几何参数的调整,能大大减轻磨损。

(2)因风机叶轮直径大,转速高,介质含尘量很大,且为提高叶轮的耐磨性,增加了耐磨复合钢板,离心力也相应增大,对制作叶轮的材料强度、耐温性能、耐磨性能要求也相应较高。叶轮采用进口高强度钢板WELDOX-700E制作叶轮。

该材料是经过淬火与回火的钢板,常温屈服极限为700 M Pa,硬度为HB275.

(3)在叶片上设计制造有耐磨鼻。叶片进气边是磨损最严重的部位,将单板叶片由两种不同厚度的钢板焊接起来(较厚的一段叶片为耐磨鼻,其厚度为叶片其余厚度的2倍,长度为叶片总长的20%) ,并在耐磨鼻上用进口耐磨焊条作堆焊处理,并保证堆焊层厚度4mm,硬度不小于HRC60.

(4)为提高叶片和中盘的耐磨能力,在叶片工作面和中盘侧面加焊进口耐磨护板加板式堆焊,表面硬度为HRC5661.叶片靠前盘部分磨损较小且为方便更换,减小叶轮重量,采用护板加耐磨堆焊。

除尘系统改造后,叶轮使用寿命延长,可避免叶轮检修与高炉检修的不同步,因除尘停运出铁场烟气得不到有效控制,给高炉出铁增加了困难和安全的隐患,此次改造,很好地解决了这一问题;同时也减少了因风机叶轮检修时高炉粉尘对环境的污染。

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