循环风机外壳、叶轮磨损原因及对策

谢能体

广西柳州钢铁集团有限公司 广西柳州 545002

焦化厂年产焦炭500万吨，现有五座干熄焦，干熄能力分别为：110t/h二座、150t/h二座、160t/h一座，投产时间从2007年到2012年。投产以来焦化循环风机外壳被磨穿和叶轮磨损的问题就不断，五座干熄焦风机外壳都因磨穿而经常补焊或更换外壳，严重的二干熄和五干熄因循环风机叶轮磨损，分别在2017和2019年更换了风机叶轮，不仅对生产造成较大影响也耗费了大量人力和资金。

1 循环风机外壳、叶轮磨损原因分析

1.1 干熄焦气体循环流程

循环风机是干熄焦气体循环的主要设备，循环气体通过循环风机提供的动力经副省煤器换热后进入干熄炉冷却红焦，升温后高达1000℃左右的循环气体在一次除尘器中重力沉降除去气体中大颗粒的焦粉后，进入锅炉换热，换热降温后的气体再进入二次除尘器利用旋风除尘的原理除去循环气体中的大部分粉尘，又重新进入循环风机升压，如此循环。

1.2 循环风机外壳、叶轮磨损原因

1.2.1 风机超负荷运行

循环风机外壳最早被磨穿的是二干熄的，五焦焦炉建成投产，而配套的干熄焦未同步投入，为多产干熄焦炭，五焦的红焦运到二干熄炉干熄；此外两座干熄焦生产期间也经常会出现一座干熄焦故障或年修，把红焦运到另一座干熄炉干熄的情况。这种情况下需要循环风机大风量运行，正常运行时循环风机风量一般为160000m3/小时-190000m3/小时，而超负荷运行时的风量达到200000m3/小时以上。超大的风量造成一次除水尘和二次除尘也超负荷运行，除尘效率下降，循环气体中含尘量增加，流速加快，长期运行导致外壳和叶轮的磨损。

1.2.2 一次除尘料位计不准确

在干熄焦生产中，一次除尘器把循环气体中携带的30%焦粉通过重力沉降捕集下来，减少焦粉对后继设备的冲刷。捕集下来的高温焦粉先贮存在一次除尘本体锥斗中并在水冷套管中冷却，达到一定料位后通过格式阀排到一次除尘贮灰斗。一次除尘本体灰斗的料位通过电容料位计来显示，由于所处高温、粉尘的恶劣环境，全厂的电容料位计普遍存在显示料位不准确或失效的问题，这样不可避免的会出现一次除尘排灰不及时，大颗粒焦粉被带到后继工序冲刷设备，造成循环风机外壳和叶轮的磨损。

1.2.3 灰仓排灰不及时

如图1：我厂输灰系统的设计基本原理是：一次除尘和二次除尘捕集下来的焦粉先储存在各自的贮灰斗，灰斗满后再通过螺旋输送机或气力输送的方式，送到总灰仓。一次除尘灰斗满会造成一次除尘器失效，冲刷后续工序设备，增加二次除尘负荷；二次除尘器灰斗满会造成二次除尘器失效，焦粉直接冲刷循环风机；总灰仓不及时排灰拉灰满仓时，一、二次除尘的灰就不能排出，造成一、二次除尘仓斗满，除尘器除尘效果差或无法除尘。由此可看出三个贮灰仓不及时排拉灰都会影响除尘效率，造成循环气体含尘量增加冲刷循环风机等设备造成风机外壳穿孔甚至损坏叶轮。

图1 输灰系统示意图

1.2.4 二次除尘器穿漏除尘效果差

从焦化循环风机运行多年的数据来看，二次除尘器穿漏是造成循环风机外壳磨穿和叶轮磨损的主要原因，超过80%的的风机外壳磨穿检查都会发现二次除尘泄漏。

如图2：二次除尘器利用旋风除尘原理除尘。经过锅炉换热后的循环气体进入腔室B，在腔室B内流过旋风器后形成旋风。在离心力的作用下，外套筒中质量大的粉尘沉降到贮灰斗，而干净的气体由内套筒上升到腔室A然后被吸入循环风机。经过二次除尘器除尘后的循环气体含尘量小于1000/mg3，被循环风机输送到干熄炉冷却焦炭。二次除尘中内套筒和外套筒是可能活动是，它们与隔板都是采用填料式密封，而且填料只是依靠设备自身重量压着来固定，这种密封方式检修方便，但密封可靠性有欠缺，在循环风机强大的吸力下密封填料可能会吸空缺失，使得循环气体不经旋风除尘直接进入A腔，造成二次除尘器的内套筒和外套筒快速磨穿，大量含尘气体进入循环风机，风机外壳被磨穿，叶轮磨损。

图2 二次除尘器结构图

2 循环风机外壳、叶轮磨损对策

循环风机外壳磨穿或叶轮磨损达到一定程度后，直接的处理就是停风机、停产下来补焊机壳或更换叶轮，但这只是治标，在维修实践过程中，我们可以看到当循环气体含尘量大到一定程度的时候，我们使用厚度为20mm的钢板对风机外壳进行补焊，也仅过半个多月就会再次被磨穿，因此必须从上述分析的原因找出根源并采取对策，才能根本性的解决问题。

2.1 风机超负荷运行对策

针对循环风机超负荷运行的问题，我们认识到这种拼设备的严重后果，加强工艺运行参数的管理，严格控制循环风机运行风量，规定最大风量不能超过200000m3/小时，工艺不能满足时适当水熄，避免拼设备。

2.2 一次除尘料位计不准确对策

针对一次除尘电容料位计不准确的问题，我们进行了改造，在高料位处安装了热电阻和高位报警，通过温度来判断高料位情况，使得判断高料位的准确度大大提高，避免排灰不及时影响除尘效果。

2.3 灰仓排灰不及时对策

针对灰仓排灰不及时的问题，加强排灰管理，进行每班排灰、拉灰统计，避免因人为不排灰拉灰而造成的灰仓满问题的发生。

2.4 二次除尘器穿漏除尘效果差对策

针对二次除尘器容易泄漏的问题，我们对二次除尘内套筒和外套筒的密封方式进行了优化，在入风口和流速快的周边和中央风道的填料外加焊挡圈（如图3），避免气流直接冲刷对填料或填料被抽吸走；其次定期对循环气体含尘量进行检测，特别是风机外壳磨穿孔时，必须检测气体含尘量，大于1000/mg3要停产检查二次除尘是否泄漏，有泄漏则采取封堵或换管的方法进行处理。

图3 外套筒（内套筒）改造示意图

2.5 循环风机外壳穿对策

循环风机外壳贴耐磨陶瓷。由于循环风机外壳采用普通钢板制造，没有进行耐磨处理，因此比较容易穿漏，我厂利用干熄焦年修对循环风机外壳进行贴耐磨陶瓷的处理，虽提高了风机外壳的耐磨性能，但也存在陶瓷会局部脱落的问题。

3 结语

不管是风机外壳磨穿，还是叶轮磨损，究其根源都是循环气体中含尘量过大所致，应该及时排查根源加以处置避免故障扩大，有条件的建议在循环气体系统安装在线含尘监测设备，时时监控循环气体含尘量，这样能够及早发现问题，更为有效的控制循环风机外壳、叶轮磨损的故障。