高炉除尘风机叶轮的改造

黄海军,张　奇,宣远山

(1.马鞍山技师学院　安徽省马鞍山市　243000；2.马鞍山职业技术学院　243031；

3.圣戈班管道炼铁厂　安徽省马鞍山市　243000)

高炉除尘风机叶轮的改造

黄海军1,张奇2,宣远山3

(1.马鞍山技师学院安徽省马鞍山市243000；2.马鞍山职业技术学院243031；

3.圣戈班管道炼铁厂安徽省马鞍山市243000)

摘要：提出一种改造方案：通过对前端除尘器进行修复改造，保证其进入风机中灰尘含量小于每立方100毫克，减少对风机叶轮叶片的再次磨损。并对风机叶片磨损严重部位进行割除置换加固，大大改善风机的运行状况。

关键词：除尘系统；风机；振动；叶轮；改造

某炼铁厂高炉于2007投产。高炉整个除尘系统有2台除尘风机组成。其中一台为G4-73 22D风机，它是整个除尘系统的核心设备。一旦发生故障，整个高炉系统环境将遭到很大的污染，生产也会受影响[1]。

1风机故障的表现过程

整个风机故障表现为PLC组态监控系统实时曲线显示振动值产生逐渐增大的趋势(由2.3 mm/s升至为5.8 mm/s)。随后，其振动值突然迅速变大，直至检测系统产生报警，人站在风机基础上明显感觉到基础在振动。测振仪检测振动值达到10 mm/s以上，被迫停机不能正常运转，影响了生产。

2故障原因的确定

揭开风机蜗壳大盖后风机叶轮链接螺栓完好，但转子叶片根部后侧约三分之一处遭到严重磨损，前端和后端均磨损冲刷为锋利的刀口状，原叶片前端加强部分全部磨光。中部段由原来14 mm厚度的板材磨损为仅剩约8 mm左右,如图1所示。由于叶片遭到严重磨损，风机转子动静平衡均遭到严重破坏，因而产生剧烈振动[2]。

3叶片严重磨损产生的原因

经过分析造成叶片后根部严重磨损的根本原因是由于灰尘颗粒物比重较重，吸入后由于惯性的作用多集中于后根部，后根部前端由于受到灰尘颗粒直接的冲刷，磨损较快。而磨损部位外侧，由于叶轮直径较大，达2.6 m。外侧线速度较高，达到约130 m/s，从而形成对外侧后跟部位形成强烈快速冲刷。故而该部位也造成了较严重磨损损坏[3]。

由于该风机的工作介质要求为经过除尘器过滤后的空气灰尘含量最大为每立方100 mg。对风机叶片的磨损量较小。造成该叶片的磨损直接原因是因其前端布袋除尘系统布袋有逐渐老化通洞的现象，从而造成工作介质中含有的粉尘量和颗粒物逐渐增大。从而造成叶轮叶片有逐渐磨损现象，故而振动从最初值2 mm/s逐渐增大的现象。突然发现振动急剧增大，是由于前端除尘器多个布袋脱落。部分灰尘没有经过过滤，直接进入风机。造成进入风机的介质中的灰尘和颗粒物急剧增加，造成了叶轮叶片快速急剧的严重磨损，迅速破坏了转子的动静平衡。造成剧烈振动，被迫停机[4]。

4故障的处理方法

找到了风机振动故障的根源，改造方案如下：

1.对前端除尘器进行修复改造，保证其进入 风机中工作介质中的灰尘含量小于每立方100毫克。以减少对风机叶轮叶片的再次磨损。

2.对风机叶片决定采取置换的方法，对磨损严重部位进行割除置换加固。

5具体实施方案

虽然原来叶轮叶片的原材质为16Mn,具有一定的耐磨性，决定采用更加具有耐磨性的材料抗磨高铬铸铁Cr15MOZCu不锈钢材料，对其进行局部置换。

为保证十二片叶片置换后完全一致，以减少置换后转子静平衡的误差，在原有风机叶片的基础上，精心制作一个样板。按照样板剪裁了十二个厚度为14 mm的抗磨高铬铸铁Cr15MOZCu不锈钢板材。并将剪裁好后的板料与叶片焊接部位打磨成凸面X形对接焊缝。以确保焊缝的均匀饱满。与腹板采用对称双面焊缝，焊缝高约10 mm。焊接完成后对焊缝进行打磨抛光。

用样板对叶片置换位置进行精确画线。为减少切割对叶轮变形的影响，将十二个叶片对称的两个叶片分为一组，采用一组同时切割并打磨清理切割口。(避免焊接时产生气孔夹渣等。)在组对的过程中，为减少十二片叶片置换后，由于累积的误差而造成对转子的平衡的影响，以原叶片未切割部分为基准，为保证对置换板料与原叶片的角度、平直度保持一致，我们采用了四点螺栓微调的办法，用直钢尺和塞尺进行微调精确定位。保证了所有误差控制在1 mm之内。

具体操作方法如图2、3所示。

为防止叶轮的变形，采取逐组对称操作完成并在冷却后，再进行下一组的置换操作。将上述一组叶片调整准确后，采用G202不锈钢焊条(该焊条适用于这两种材料且具有一定的耐磨性)点焊焊接点牢。点牢后采取两对称叶片两人同时焊接的方法进行焊接。以防止焊接应力不对称，造成叶轮腹板的变形。焊接完成后，待冷却后，用同样方法进行下一组对称叶片的焊接。直至6组叶片按顺序全部焊接完成。为消除焊接后产生的焊接应力，采取了火焰退火的方法，逐组对称的对焊缝进行了退火处理，以消除焊接后产生的应力，以消除对叶轮的影响。为了增强和延长风机叶片的耐磨性和使用寿命，在置换部位的内侧迎头部位采用对称双面焊缝的形式加焊了直径为25 mm，长度为300的超高锰合金(ZGMn18Cr2MoRe)不锈钢材料的圆钢。焊肉要求饱满均匀无夹渣气孔等，并进行打磨抛光。这样可以减少粉尘颗粒物对叶片的直接迎头冲刷磨损。从而达到了保护和延长风机叶片的耐磨性和使用寿命。如若圆钢处磨损严重，也便于今后割除更换维修[5]。经过上述一系列的处理完成后，为了判断转子静平衡受到改变影响的程度，由于没有检测平衡的仪器，拆开电机和风机联轴器的弹性柱销，采用了人工盘动转子的方法，发现转子始终归为于某一点的附近，从而确认该叶轮经处理后静平衡产生了误差。为确认不平衡的位置和重量，我们采用了在转子腹板外侧用多块大小、重量不等的磁铁块，反复盘动转子，调换磁铁块的重量和位置，最终找到了该不平衡点位置和确认了磁铁块的重量。经电子秤秤重，约120克。最终在腹板外侧的确认位置加焊了一块重约120克的配重铁块为最佳状态，初步解决了转子静平衡的误差。

6结论

经过上述一系列的处理后，进行了封盖试车。经检测这时候风机的振动值由原来9.5 mm/s降

为5.2 mm/s。已处于具备使用的状态，为进一步检验检测该风机处理后的状况。用专业动平衡仪器对该风机的动平衡进行进一步检测调整。在原焊接配重块左侧偏角约25°处，在腹板外侧的位置加焊一块约30 g的配重小铁块后，重新开机。最终振动值降为2.4 mm/s，达到了优良的效果。PLC组态监测系统亦显示振动值正常，本次技改大大改善了风机的运行状况[6]。改善了高炉的生产环境，同时也节约了经济价值约捌万元，及时消除了对生产的影响。

参 考 文 献

[1]陶治.材料成型技术基础[M]. 北京：机械工业出版社,2002

[2]李建伟.ControlLogix系统在通钢7#高炉生产中的应用[J]. 产业与科技论坛. 2012，23

[3]李丽娜.高炉矿槽系统控制[J].现代商贸工业.2013，6

[4]刘恒,王杨华,周飞船. 拨风控制系统在高炉鼓风中的应用[J]. 冶金动力. 2013，5

[5]沈灿钢,王爱国.炼铁高炉上料自控系统设计[J]. 机电技术. 2013，2

[6]刘鸿文.材料力学[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

【基金项目】安徽省省级质量工程项目：精品资源共享课程《工控组态技术》，项目编号：2014gxk104.

作者简介：黄海军(1984-), 男, 马鞍山技师学院，钳工实训指导教师。

收稿日期：2015-03-10

中图分类号：TF066.3+8：TH445

文献标识码：B

文章编号：1672-9994(2015)02-0020-02