試析水泥粉磨系統循環風機葉輪的防磨措施

耿 波

（新疆天業集團天偉水泥有限公司，新疆 石河子 832000）

試析水泥粉磨系統循環風機葉輪的防磨措施

耿 波

（新疆天業集團天偉水泥有限公司，新疆 石河子 832000）

文章首先簡要分析了水泥粉磨系統的磨損現狀，在此基礎上對水泥粉磨系統循環風機葉輪的防磨措施進行論述。期望通過本文的研究能夠對水泥生產中粉磨系統循環風機葉輪使用壽命的延長有所幫助。

水泥 粉磨系統 風機葉輪 磨損

1水泥粉磨系統的磨損現狀分析

通過對水泥的生產過程進行研究分析后發現，在以下幾道工序中會出現磨損問題：采掘、破碎、粉磨以及輸送，由此極易引起設備上的主要零部件損壞，尤其是干法水泥生產線，磨損情況更加嚴重，并且很多系統都存在磨損，如石灰石破碎系統、生料粉磨系統、水泥粉磨系統等等。據不完全統計，我國水泥行業因磨損導致的停機時間約占總停機時間的50%-55%左右。由此可見，磨損現已成為影響水泥行業正常生產最為主要的原因之一，當設備磨損后，修復或更換所產生的費用導致水泥生產成本大幅度增加，不利于企業的持續發展。由于水泥生產線上的設備較多，各個設備和系統所起的作用均不相同，故此磨損部位也不相同，按照磨損的機理可具體分為以下幾種類型：磨料磨損、腐蝕磨損以及疲勞磨損等。在干法水泥生產線上，生料立磨、煤立磨以及輥壓機等設備的磨損多以磨粒和疲勞磨損為主；風機葉輪的磨損則以沖刷磨損為主。為此，必須針對磨損情況，采取有效的防磨措施。

2水泥粉磨系統循環風機葉輪的防磨措施

目前，在一些水泥企業的干法水泥生產線上，帶輥壓機水泥磨循環風機的葉輪磨損是困擾企業的主要問題之一。通過現場調查發現，普通葉輪的使用壽命最長不超過3個月，短則1個月便需要進行修補，粉磨系統循環風機葉輪磨損主要體現在葉片的前中部和墻板根部，如圖1所示。為了進一步提高葉輪的使用壽命，必須采取有效的防磨措施。

圖1 粉磨系統循環風機的葉輪磨損情況

2.1 減小粒徑

在水泥粉磨系統循環風機運行時，含塵氣體從風機入口向出口偏移90°，受塵粒自有動量影響，在塵粒進入流道后，大部分塵粒會向葉片工作面與后盤交界處加速流動，同時也有小部分塵粒向葉片非工作面流動。造成葉片磨損的主要原因在于以下兩個方面：一是塵粒對葉片的沖蝕磨損，常見于葉片入口處；二是塵粒在葉片表面運動的磨粒磨損，常見于葉片出口處。為了降低塵粒對葉片造成的磨損現象，可采取降低塵粒質量的方式予以解決。由于塵粒的硬度在生產中無法改變，而塵粒的粒徑卻可以通過提高輥壓機擠壓效果等途徑進行控制，所以應當每年對輥面大修一次，確保輥面處于良好運行狀態，使其保持適當壓力，從而達到增加細粉量，減小塵粒粒徑的目的。

2.2 降速防磨

在風機滿足正常生產條件的情況下，可采取降低風機轉速的措施減少磨損。由于風機采用變頻調速和入口導葉式調節門對風量、風壓、物料細度進行有效調控，在以往操作中，通常將風機的變頻器調到35Hz，風門開度為50%-70%，使得風機長時間處于轉速較快的運行狀態下，加劇了葉輪磨損狀況。為此，在充分考慮風機入口調節導葉磨損大、調節不靈活等因素的基礎上，可將導葉取消，采取轉速調節方式調節細度，不僅可以保證葉輪的風流動順暢，而且還可以確保轉速降低到28Hz，達到節能、減輕磨損的效果。

2.3 葉輪改進

2.3.1 粘貼陶瓷片。粘貼陶瓷片法是一種較為成熟的防磨技術。陶瓷片選用耐磨工程陶瓷，主要材料為氧化鋁、氮化硅及其復合材料，粘合劑為高強度有機或無機粘合劑，通過將陶瓷片粘附在葉輪表面，使其表面形成耐磨層，從而起到防磨作用。該耐磨層具備良好的耐磨性能，是普通碳鋼耐磨性能的百倍以上，并且該耐磨層的質量較輕，可承受160℃以上的高溫。此外，粘貼陶瓷法還能夠根據葉輪形狀大小選擇陶瓷片，大幅度提高了處理易磨損部位的針對性和有效性。

2.3.2 超耐磨合金件。可在葉片的迎風端及其與底盤的焊接區域采用超耐磨合金件，其不但硬度較高，可達88-89HRA，而且還具備良好的抗彎強度和耐沖擊性能，由此能夠滿足該區域的耐磨要求。

2.3.3 可在條件允許的前提下對葉輪的材質進行改進，如采用碳化鉻高耐磨復合板進行葉片制作，這樣一來便可以葉片的工作面為碳化鉻高耐磨復合板，而非普通的耐磨條紋。同時加強版也可以采用該材料。在具體制作的過程中，為防止后盤與葉片入口位置處的磨損情況，并防止葉片非工作面出現凹坑，可將后盤的加強板向內部延伸至另一塊葉片的非工作面上，并焊接保護圈。該葉輪在某水泥廠的干法水泥生產線上進行了試應用，葉輪使用4個月左右時，葉片出現了輕微的磨損；使用到6個月左右時，靠近后盤的葉片磨損約2mm，加強板的角焊縫靠近出風口的位置處磨出一個較小的溝槽，前盤的葉片幾乎未出現任何磨損情況。如果以這樣的磨損程度繼續下去，該葉輪最少能夠使用1年以上，若是對出現磨損的位置處采取加焊處理，則會進一步延長其使用壽命。

2.4 做好動靜平衡試驗

根據風機葉輪的動靜平衡試驗結果，對試驗不達標的風機葉輪加配重塊。在加配重塊過程中，通常采取的是焊接工藝，但是由于耐磨陶瓷片是利用粘合劑粘貼到底盤上，在焊接高溫的作用下會嚴重影響粘貼強度，所以應當采取兩次動靜平衡試驗，消除這一不利影響。第一次動靜平衡試驗在葉輪機加工完畢后且耐磨層施工前進行，確保風機葉輪達到動平衡試驗標準。對不達標的風機葉輪焊接配重塊，以避免第二次平衡試驗后需要焊接過多的配重塊；第二次動靜平衡試驗在耐磨層施工全部完成后進行，若風機全部粘貼了陶瓷片，且在鑲嵌工藝下使用了合金耐磨塊，那么應當采取局部降溫措施焊接配重塊，即將含水的絲織物敷在焊接部位進行降溫，用以減少高溫對粘合劑產生的影響。

結論：

綜上所述，在水泥干法生產中，粉磨系統循環風機的葉輪磨損是較為常見的問題之一，該問題的存在極不利于水泥企業經濟效益的提高。為此，必須針對磨損情況，采取有效的防磨措施，以此來延長葉輪的使用壽命，這樣既可以減少修復葉輪磨損的費用，又能保證生產的有序進行。

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