天铁6#烧结风机改造

林占杰（天津天铁冶金集团烧结厂，河北涉县 056404）

天铁6#烧结风机改造

林占杰（天津天铁冶金集团烧结厂，河北涉县 056404）

天铁烧结6#主抽风机由于抽风量不足和烧结过程漏风，达不到额定负压值12 000 Pa，影响烧结矿产量的提高。经过对6#主抽风机负压偏低的原因分析，找出了由于在风门使用过程中操作不当，风机转子直径偏小，转子动平衡误差大，风机及烧结设备安装密封不严等问题。经改造，6#主抽风机负压提高2 724 Pa，达到12 000 Pa额定标准。

烧结 风机 风门 负压 转子 改造

1 前言

随着天铁炼铁技术的不断发展和生产规模的不断扩大，烧结生产任务日益紧张，如何提高烧结矿的产质量，已经成为公司生产的重中之重。为增加烧结矿产量，提高风机性能指标，需对6#主抽风机进行改造。

2 烧结风机

风机是对气体压缩和气体输送装置的简称，它是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的一种从动的流体机械。

风机包括通风机、鼓风机、压缩机、罗伯茨风机。它是由带叶轮的转子、机壳、联轴器、轴承、风扇、润滑系统、空冷系统、电气系统等组成。风机是烧结过程中最重要的设备，在烧结过程中，会产生大量的废气，风机可吸走这些废气，使烧结矿层的空气流通，为烧结的燃烧和冷却过程提供足够的空气。

烧结风机在工作中，烧结废气经过烧结机两侧烟道风口进入风机叶轮。随着叶轮旋转，废气在离心力的作用下，从中心处被甩向边缘，再以高速进入窝壳，经由烟道向排风口流动至烟囱。此时风机在进风口处形成真空区域，使空气经台车上面的料面、除尘管、多管除尘器而进入风箱。随着叶轮的不断旋转，进风口的烟气不断地经叶片间通道排向风管流出烟囱，使烧结工序得以顺利进行。

3 风机改造

当气流的绝对压力小于外部同标高的大气压力时，其相对压力为负值，这种压力称之为负压。6#主抽风机的额定负压为12 000 Pa，但实际生产中，由于抽风设备抽风量不足和烧结过程漏风，负压总在9 000～12 000 Pa范围内波动，这相对于其额定输出值仍有很大上升空间。改造前实测风机负压数据见图1。

3.1 负压偏低的原因分析

经过分析，发现风机负压偏低主要是由转子抽风量不足、找正工作操作不当、转子不平衡和烧结过程漏风等原因造成的。

（1）由于风门在使用过程中操作不当，开启角度常常达不到极限位置，再加上风门执行机构连杆固定不牢，螺丝松动变形，风门经常在70°～90°之间工作，这样就减少了流通风量，增加了空气在流动过程中的能量损失，使主抽风机的抽风量不充足，同时也加速了风门的磨损。

（2）由于风机转子直径为ø3 500 mm，其抽风能力过小，而风圈突出部分又挡住了转子有效进风面积，致使转子所做无用功过多，增加了能耗并减少了空气流量。

（3）由于转子找正不好，动平衡误差大，机壳内部形成涡流，流向相反的两团空气互相碰撞，能量相互抵消，致使空气流能量减少、流速降低。

（4）风机及烧结设备在安装过程中，接触面及连接端大多密封不严，漏风现象非常严重，这也使得大量的风得不到有效的利用，出现了负压偏低的现象。

3.2 风门改造

抽风机的风门是通过其风门挡板的位置改变来改变管路通风面积的设备。当驱动杆1处于左面极限位置A时，整个风道被封闭，通风量为零。当驱动臂位于右面极限位置B时，风门开启，通风管道达最大通风量，此位置为风门的理论最佳位置。风门侧视图见图2。

当风机长时间运行后，联动杆2会因为螺纹旋转逐渐缩短，各紧固螺母也会随着震动变形，使封门开关达不到最佳位置。风门每1°的误差，风量误差就会达133 m3/min。改造时，采用双螺母加双垫圈相结合的防松方式，对连杆2进行防松处理，并把所有的紧固螺母换成高强螺母，以减少变形所带来的误差。

3.3 增加转子直径

由于电机功率较大，转子直径可由ø3 500 mm增大为ø3 600 mm。更换过后，为了提高转子同轴度，控制误差在±0.05 mm范围内，并减少由震动引起的涡流对风量的影响，需要重新对转子找正。

3.4 风圈改造

转子进风口是风机抽风的咽喉部位，其横截面积的大小直接决定了抽风量的大小，按流量公式:

式中：Q——抽风流量；v——气体流速；A——进风口截面积。可知在相同条件下，抽风面积A越大，流量Q也就越大。

原风圈进风口面积1.306 m2，由于设计和安装等问题，造成风圈伸入转子70 mm，风圈阻挡了进风口面积0.254 m2，减少抽风量为2 334 m3/min。去除风圈内侧的70 mm部分后，增加了抽风面积，同时增大了抽风量。改造前后风圈对比见图3。

3.5 增加机体密封性

在改造以前，由于机体是铸件，接触表面毛刺凸起比较多，结合部间隙比较大，漏风严重。改造中，使用12 mm厚毛毡垫衬于机体各接触面。这样在机体重力作用下，毛毡填补机体空隙，机体漏风现象明显减少。

4 联轴器找正

在旋转机械设备中，联轴器把两根旋转轴联为一体，实现同轴回转。由于安装误差、设备温差、操作误差，在对6#风机进行检修时，经常出现两轴中心线不在同一轴线上的情况。选择正确合理的找正方法，对于提高检修质量及同轴度，减少风机震动，保障风机的安全运行具有重要的意义。

4.1 找正误区分析

在风机停机后一段时间内，风机叶轮降温慢，电机转子降温快，电机、风机两个轴承座出现温差，热膨胀使电机与风机轴中心高度出现偏差。此时找正后，风机正常运行，两轴温度同等回升使找正数据出现偏差，两轴中心线不共线，风机运行时振动增大。计算如下：

（1）电机轴中心线热膨胀变化高度Δh1

式中：H1——电机驱动轴中心线高；

Δt1——找正时温差；

β——铸铁的膨胀系数。

（2）风机轴中心线热膨胀变化高度Δh2

式中：H2——风机驱动轴中心线高；

Δt2——找正时温差；

β——铸铁的膨胀系数。

（3）两轴中心线变化量之差Δh

由于Δh1、Δh2不相等，Δh必然不为零，所以找正数据会存在很大的误差，找正工作应待风机和电机自然冷却后方可进行。

4.2 调整动平衡

烧结废气温度高、温差变化大、转子重量大、离心力大等造成转子刚性下降，转动特性发生变化。由于转子叶轮结构复杂，流道内有螺丝紧固的耐磨衬板等非焊接结构，紧固力不均匀，叶轮衬板等结构会在高温下出现不均匀膨胀导致转子失去动平衡。同时转子叶片、轮毂、衬板的弯曲变形也可能会导致转子的不平衡。

利用动平衡试验可调整高温不均匀膨胀引起的不平衡和弯曲变形引起的不平衡。

4.3 转子找正

4.3.1 转子找正

示意图见图4。

4.3.2 找正过程

（1）拆开风机外壳，打开转子两端轴承盖，取出上瓦。

（2）在轴径方向上找对应点A和点B分别位于电机齿接手和转子齿接手相近端，做标记。

（3）盘动转子，使转子转动90°。同时盘动电机，与转子同步。转动方向如图4所示。

（4）使两接手停于轴向同一直线对应点时，用塞尺测量点A与点B间隙。

（5）分别测量接手在90°、180°、270°、360°时接手间隙，对比误差，调整电机前后左右方向。

（6）重复以上步骤，直到误差在可控制范围后安装各部件。

5 改造后效果

改造后经过几个月的跟踪调查可作出效果对比，见表1。

表1 改造前后效果对比

6 结语

改造后，6＃主抽风机抽风量明显增加，平均抽风负压提高2 724 Pa，达到12 000 Pa的额定标准。同时，由于运用先进操作法进行找正，大大降低了风机的震动，增加了转子使用寿命，确保了烧结矿产量。

[1]中国标准出版社全国风机标准化技术委员会.中国机械工业标准汇编：风机卷[M].北京：中国标准出版社，2002.

[2]续魁昌.风机手册[M].北京：机械工业出版社，1995：5.

Modification of Sintering Fan 6 of Tiantie

Lin Zhanjie

The main induced fan 6 of Tiantie Sintering Plant could not reach 12 000 Pa,the rated negative pressure due to insufficient draught and leakage during sintering,which affects the production increase of agglomerate.The analysis was made on causes of low negative pressure at fan 6 and problems were found of improper shutter operation,small diameter of fan rotor,big error in rotor dynamic balance and untight sealing of the fan and sintering equipment because of unsuitable installation.After modification,the negative pressure of main induced fan 6 was increased by 2 724 Pa,arriving at the standard rated value of 12 000 Pa.

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（收稿 2011－03－07责编崔建华）

林占杰，男，助理工程师，2006年毕业于辽宁工程技术大学机械工程及其自动化专业，现从事冶金机械设备维护保养技术管理工作。