燒結余熱循環風機磨損分析和防磨處理

摘要：從磨損的機理入手，分析了燒結余熱循環風機磨損的主要因素，并提出了減輕磨損的技術措施。

關鍵詞：循環風機磨損分析防磨

中圖分類號：TG442 文獻標識碼: A文章編號：1674-098X(2012)3(b)-0000-00

1 概述

燒結環冷機余熱循環風機是燒結余熱發電的關鍵設備，限于燒結余熱煙氣系統降低廠用電率的要求，燒結余熱煙氣系統目前往往不設置除塵器或只設置重力除塵器，除塵效果較差。所以，對風機葉輪的磨損研究以及防止措施，對于保證煙氣余熱利用系統正常運行至關重要。

2 影響磨損的主要因素

(1)風機葉輪磨損實際上是一種噴砂型的固體粒子對靶材表面不斷沖擊、不斷剪切同時作用的結果。磨損的程度和灰粒速度方向與撞擊點切線方向所形成的夾角大小有關。磨損可以看成是一個純機械作用的過程，磨損量和撞擊在金屬表面上粒子的總運能成正比。即

E∝u3p*dp*K*C*τ/2g

式中E---- 磨損量g/㎡；up----煙氣中固體粒子的速度m/s；dp----粒子直徑mm；C----煙氣中固體粒子濃度 g/m3；K----比例系數；τ---時間 h

(2)磨損量與煙氣（灰粒）流速的n次方成正比，約為3次方關系。風機的轉速決定了煙氣在風機的流速，因此，風機的轉速越低，磨損量越小。

固體顆粒對風機的磨損，將縮短風機葉片的使用壽命，其壽命可用式2估算.

T=k.δ/(c.v3)

式中：T－風機葉片的壽命；δ－葉片厚度，m；c－氣流中固體顆粒濃度g/m3；v－葉輪外緣的圓周速度，m/s；k－壽命系數，Pa，K為硬度的因次，對于碳鋼k＝16X1012Pa.

(3)燒結煙塵對磨損的影響。

燒結礦煙塵的主要成分是鐵及其化合物，硬度高，對磨損影響較大。燒結粒子形狀對磨損量也是有影響的，帶棱角多粒子的對葉片的磨損較大。

3 葉輪采用防磨措施：

3.1 控制負壓

當煙氣中的灰粒子濃度較大時，對風機葉輪的磨損較嚴重。因此需要合理選擇風機全壓，避免過大負壓帶出環冷機燒結微小顆粒。可以根據環冷機料層厚度通過調整風機轉速控制好風機的入口負壓，故燒結余熱循環風機通常配變頻調速或液偶調速系統。

3.2 選擇合適的葉片類型

機翼型葉片效率較高，但由于葉片形狀較復雜，難于采用防磨措施。且一旦磨損效率下降較多，一般只適用于清潔氣體。

板型葉片效率較低，葉片形狀簡單，容易采用防磨措施，且磨損為整體磨損，且磨損后效率不變。適合于含塵氣體。

其中前彎葉片葉輪的特點是尺寸重量小，價格便宜，而后彎葉片葉輪可提高效率，節約能源，故在現代生產的風機中，特別是功率大的大型風機多數用后彎葉片。

燒結余熱循環風機功率大多1000KW以上，通常采用后彎葉片風機。

3.3 選擇合適的耐磨材質

耐磨材質主要有堆焊、陶瓷貼片、復合耐磨襯板等三種型式，以下進行比較：

(1)陶瓷貼片，即將耐磨工程陶瓷利用高強度耐高溫膠粘劑或特殊焊接工藝復合在風機葉片表面上。陶瓷本身具有良好的耐磨性能，但陶瓷較脆，在高流速下碰到硬顆粒時易碎，不適于在燒結余熱項目使用。

(2)堆焊，即采用耐磨電焊條、耐磨粉塊在風機葉片磨損部位堆焊耐磨合金。由于耐磨焊條質量和工藝的差別，導致耐磨性能和效果均不是十分理想，首先堆焊厚薄難以掌握，其次，堆焊表面處理不好風機效率下降，另外，堆焊時葉片變形大，而且反復焊接會導致葉面產生裂縫，易產生事故。

(3)復合耐磨襯板，耐磨襯板通常采用鎳基碳化鎢合金，HRC硬度60以上，厚度通常為4～5mm，此項措施可保證葉片頭部在運行的前幾年免維護，葉輪修復時只需堆焊磨損處，無須更換耐磨頭，性能能得到保證。復合鋼板還具有高硬材料和韌性材料的雙重性能，因次具有不可替代的綜合優異性能。

3.4 選擇合適轉速的風機

葉輪直徑超過3m以上建議將轉速控制在750rpm以下，否則葉輪外緣的線速度過大。

4 結論

采用多種防磨措施，是風機防磨措施的發展方向。目前來看，采用復合耐磨襯板后彎板葉片的風機目前在多個燒結余熱項目運行，風機葉輪磨損量極少，防磨效果理想。

參考文獻

[1] 吳含，張應貴.水泥廠風機的磨損原因與預防措施[J].中國水泥，2009(5)：72-75．