烧结余热循环风机磨损分析和防磨处理

孔昔民

摘要：从磨损的机理入手，分析了烧结余热循环风机磨损的主要因素，并提出了减轻磨损的技术措施。

关键词：循环风机磨损分析防磨

中图分类号：TG442 文献标识码: A文章编号：1674-098X(2012)3(b)-0000-00

1 概述

烧结环冷机余热循环风机是烧结余热发电的关键设备，限于烧结余热烟气系统降低厂用电率的要求，烧结余热烟气系统目前往往不设置除尘器或只设置重力除尘器，除尘效果较差。所以,对风机叶轮的磨损研究以及防止措施,对于保证烟气余热利用系统正常运行至关重要。

2 影响磨损的主要因素

(1)风机叶轮磨损实际上是一种喷砂型的固体粒子对靶材表面不断冲击、不断剪切同时作用的结果。磨损的程度和灰粒速度方向与撞击点切线方向所形成的夹角大小有关。磨损可以看成是一个纯机械作用的过程，磨损量和撞击在金属表面上粒子的总运能成正比。即

E∝u3p*dp*K*C*τ/2g

式中E---- 磨损量g/㎡；up----烟气中固体粒子的速度m/s；dp----粒子直径mm；C----烟气中固体粒子浓度 g/m3；K----比例系数；τ---时间 h

(2)磨损量与烟气（灰粒）流速的n次方成正比，约为3次方关系。风机的转速决定了烟气在风机的流速，因此，风机的转速越低，磨损量越小。

固体颗粒对风机的磨损，将缩短风机叶片的使用寿命，其寿命可用式2估算.

T=k.δ/(c.v3)

式中：T－风机叶片的寿命；δ－叶片厚度，m；c－气流中固体颗粒浓度g/m3；v－叶轮外缘的圆周速度，m/s；k－寿命系数，Pa，K为硬度的因次，对于碳钢k＝16X1012Pa.

(3)烧结烟尘对磨损的影响。

烧结矿烟尘的主要成分是铁及其化合物，硬度高，对磨损影响较大。烧结粒子形状对磨损量也是有影响的，带棱角多粒子的对叶片的磨损较大。

3 叶轮采用防磨措施：

3.1 控制负压

当烟气中的灰粒子浓度较大时，对风机叶轮的磨损较严重。因此需要合理选择风机全压，避免过大负压带出环冷机烧结微小颗粒。可以根据环冷机料层厚度通过调整风机转速控制好风机的入口负压，故烧结余热循环风机通常配变频调速或液偶调速系统。

3.2 选择合适的叶片类型

机翼型叶片效率较高，但由于叶片形状较复杂，难于采用防磨措施。且一旦磨损效率下降较多，一般只适用于清洁气体。

板型叶片效率较低，叶片形状简单，容易采用防磨措施，且磨损为整体磨损，且磨损后效率不变。适合于含尘气体。

其中前弯叶片叶轮的特点是尺寸重量小，价格便宜，而后弯叶片叶轮可提高效率，节约能源，故在现代生产的风机中，特别是功率大的大型风机多数用后弯叶片。

烧结余热循环风机功率大多1000KW以上，通常采用后弯叶片风机。

3.3 选择合适的耐磨材质

耐磨材质主要有堆焊、陶瓷贴片、复合耐磨衬板等三种型式，以下进行比较：

(1)陶瓷贴片，即将耐磨工程陶瓷利用高強度耐高温胶粘剂或特殊焊接工艺复合在风机叶片表面上。陶瓷本身具有良好的耐磨性能，但陶瓷较脆，在高流速下碰到硬颗粒时易碎，不适于在烧结余热项目使用。

(2)堆焊，即采用耐磨电焊条、耐磨粉块在风机叶片磨损部位堆焊耐磨合金。由于耐磨焊条质量和工艺的差别，导致耐磨性能和效果均不是十分理想，首先堆焊厚薄难以掌握，其次，堆焊表面处理不好风机效率下降，另外，堆焊时叶片变形大，而且反复焊接会导致叶面产生裂缝，易产生事故。

(3)复合耐磨衬板，耐磨衬板通常采用镍基碳化钨合金，HRC硬度60以上，厚度通常为4～5mm，此项措施可保证叶片头部在运行的前几年免维护，叶轮修复时只需堆焊磨损处，无须更换耐磨头，性能能得到保证。复合钢板还具有高硬材料和韧性材料的双重性能，因次具有不可替代的综合优异性能。

3.4 选择合适转速的风机

叶轮直径超过3m以上建议将转速控制在750rpm以下，否则叶轮外缘的线速度过大。

4 结论

采用多种防磨措施，是风机防磨措施的发展方向。目前来看，采用复合耐磨衬板后弯板叶片的风机目前在多个烧结余热项目运行，风机叶轮磨损量极少，防磨效果理想。

参考文献

[1] 吴含,张应贵.水泥厂风机的磨损原因与预防措施[J].中国水泥,2009(5)：72-75．