轉(zhuǎn)爐一次除塵低轉(zhuǎn)速大流量除塵風(fēng)機(jī)研究應(yīng)用

紀(jì)偉

摘 要：煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煙氣處理方式主要經(jīng)歷了干法除塵、濕法除塵和半干法除塵系統(tǒng)的演變和改進(jìn)，其主要的處理工藝為轉(zhuǎn)爐冶煉產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)洗滌系統(tǒng)洗滌后，到達(dá)轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)口，通過(guò)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)送至煤氣柜，并且各類(lèi)除塵方式的應(yīng)用都必須通過(guò)轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備提供動(dòng)力源，轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的95%煙塵都是依靠轉(zhuǎn)爐一次煤氣除塵風(fēng)機(jī)抽走，并且還肩負(fù)煤氣回收利用的任務(wù)，隨著新環(huán)保法的實(shí)施，各種在線(xiàn)環(huán)保監(jiān)控設(shè)施的完善，對(duì)轉(zhuǎn)爐一次除塵煤氣風(fēng)機(jī)的高效穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高要求，其次轉(zhuǎn)爐一次除塵煤氣風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)，高效，生產(chǎn)組織都具有積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐一次除塵;設(shè)備;動(dòng)力

1參數(shù)設(shè)計(jì)

通過(guò)配套轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)平均出鋼量、冶煉周期、吹氧時(shí)間等工藝參數(shù)初步設(shè)計(jì)配套轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，并對(duì)工藝參數(shù)反復(fù)論證審查，確定最終參數(shù)配置如下表：

2關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)型式

（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)葉輪結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，葉輪采用后彎式平板葉片，葉輪材料采用HQ785（Q690B），葉輪焊接后經(jīng)除應(yīng)力處理;葉輪動(dòng)平衡精度等級(jí)為G2.5，主軸采用高強(qiáng)度合金鋼（35CrMo）。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，主軸與葉輪的連接采用法蘭結(jié)構(gòu)，用高強(qiáng)度螺栓連接加防松墊片。

（2）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用外球面滑動(dòng)軸承，薄壁軸瓦，米切爾止堆塊，軸瓦材料為巴氏合金，帶甩油環(huán)，提高滑動(dòng)軸瓦抗沖擊性能，降低維修頻次。

（3）改造優(yōu)化轉(zhuǎn)爐煤氣管道走向及設(shè)置，減少煤氣排水器及電動(dòng)閥門(mén)等管道附件的使用數(shù)量，降低工程費(fèi)用。

3關(guān)鍵部件制作工藝要求

3.1主軸

（1）考慮到轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)的特殊性，風(fēng)機(jī)軸的第一臨界轉(zhuǎn)速為最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速的1.5倍，確保主軸剛性。

（2）主軸材質(zhì)為合金鋼鍛件35CrMo，確保風(fēng)機(jī)的可靠性。

（3）監(jiān)控原材料的冶煉工藝、成分、鍛打工藝、熱處理工藝以及探傷檢驗(yàn)。主軸精加工，包括精車(chē)、磨削、軸頸鍍鉻等。

3.2葉輪

（1）葉輪的動(dòng)平衡精度等級(jí)為2.5級(jí)。

（2）葉輪設(shè)計(jì)時(shí)考慮轉(zhuǎn)爐一次風(fēng)機(jī)的含塵量較高，采用強(qiáng)度高耐磨性能好的HQ785（Q690B）。為提高前盤(pán)和中盤(pán)的強(qiáng)度和剛性，前盤(pán)外圓設(shè)有加強(qiáng)圈及采用鍛件進(jìn)口圈。同時(shí)主軸鍛打法蘭盤(pán)，提高后盤(pán)的強(qiáng)度和剛性。考慮到轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)葉輪采用進(jìn)口的高強(qiáng)度材料，針對(duì)該類(lèi)調(diào)質(zhì)鋼下料，采用國(guó)際先進(jìn)的數(shù)控水下等離子切割設(shè)備，使風(fēng)機(jī)材料的下料口端面的熱影響區(qū)幾乎為零。確保焊縫處的強(qiáng)度不削弱。

（3）為了盡可能的減小焊接應(yīng)力和變形，采用成熟的葉輪焊接工藝。先找正、修磨，后焊接，保證葉片、前盤(pán)與后盤(pán)在自由狀態(tài)下間隙一致。葉輪消除焊接應(yīng)力處理。

（4）葉輪拼接焊縫超聲檢測(cè)、角焊縫磁粉或著色檢測(cè)。

3.3傳動(dòng)部件

（1）聯(lián)軸器采用金屬膜片聯(lián)軸器，可承受徑向和軸向的一定位移，還可承受一定的角向位移，傳遞力矩大，極限轉(zhuǎn)速高，安裝簡(jiǎn)單、方便，在不拆卸風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的情況下也可更換聯(lián)軸器。

（2）風(fēng)機(jī)軸承采用外球面可調(diào)心的強(qiáng)制潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承，軸承調(diào)心度好、承載能力高、潤(rùn)滑可靠、壽命長(zhǎng)。

3.4機(jī)殼密封

機(jī)殼軸孔處設(shè)置碳環(huán)密封加氮?dú)猓_(dá)到零泄漏。碳環(huán)密封須具備以下特點(diǎn)：

（1）采用分瓣式的密封腔體，使安裝、維修容易;

（2）選擇優(yōu)良的密封材料石墨，應(yīng)用范圍及其廣泛：壓力：-1～250bar，溫度：-120～700 ℃;

（3）風(fēng)機(jī)主軸軸封位置采用不銹鋼套處理，提高主軸的表面硬度和降低粗糙度，以適應(yīng)碳環(huán)密封要求，提高密封的使用壽命。

3.5電氣控制

一次除塵風(fēng)機(jī)電機(jī)系統(tǒng)送PLC的信號(hào)（4-20mA）和現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表如下：

風(fēng)機(jī)軸承溫度：Pt100三線(xiàn)制信號(hào)（2點(diǎn)）+雙金屬溫度計(jì)（2點(diǎn)）

電動(dòng)機(jī)軸承溫度：Pt100三線(xiàn)制信號(hào)（2點(diǎn)）+雙金屬溫度計(jì)（2點(diǎn)）

電動(dòng)機(jī)定子溫度：Pt100三線(xiàn)制（6點(diǎn)）

風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)：4～20mA信號(hào)（4點(diǎn)）

風(fēng)機(jī)速度：4～20mA信號(hào)（1點(diǎn)）

電動(dòng)機(jī)軸承振動(dòng)：4～20mA信號(hào)（4點(diǎn)）

稀油站故障報(bào)警信號(hào)：若干4～20mA或開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

稀油站故障停機(jī)信號(hào)：若干4～20mA或開(kāi)關(guān)量信號(hào)。

供油系統(tǒng)：油溫、油壓、油液流量、過(guò)濾器壓差、油箱油位、油箱溫度、電加熱器、油泵運(yùn)行指示等。

所有溫度信號(hào)為Pt100三線(xiàn)制信號(hào)，振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、冷卻水流量、油壓、油液流量、過(guò)濾器壓差、油箱油位等信號(hào)為4～20mA信號(hào)。

3.6其他輔助功能

（1）風(fēng)機(jī)互換性。為保證風(fēng)機(jī)的統(tǒng)一性，采用數(shù)控等離子切割機(jī)下料，對(duì)于葉輪前盤(pán)、進(jìn)風(fēng)口、葉片成型均采用模具化，壓制成形，風(fēng)機(jī)的各個(gè)主要部件具備互換性。

（2）葉輪沖洗功能。設(shè)計(jì)增加葉輪外表面沖洗裝置，沖洗裝置主要包括供水設(shè)備、法蘭球閥、管道增壓泵、低速?zèng)_洗氣動(dòng)球閥、高速?zèng)_洗氣動(dòng)球閥，在風(fēng)機(jī)高低速運(yùn)行過(guò)程中對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行有效沖洗，減少葉輪上的結(jié)垢，從而降低風(fēng)機(jī)振動(dòng)，有效的降低了維修成本，維修工作量，減少危險(xiǎn)因素，提高生產(chǎn)效率。

4經(jīng)濟(jì)效益

4.1直接經(jīng)濟(jì)效益

（1）降低轉(zhuǎn)子部備件費(fèi)用。

按照目前轉(zhuǎn)子部使用壽命為36個(gè)月計(jì)算，目前四煉鋼一次除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子數(shù)量為4套，則三年內(nèi)需逐步更換風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子備件費(fèi)用約60萬(wàn)元，平均每年轉(zhuǎn)子費(fèi)用為20萬(wàn)元，通過(guò)低轉(zhuǎn)速、大流量風(fēng)機(jī)應(yīng)用，壽命延長(zhǎng)至70個(gè)月則每年轉(zhuǎn)子備件費(fèi)用為12萬(wàn)元，則每年降低轉(zhuǎn)子備件費(fèi)用約為8萬(wàn)元。

（2）減少轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡費(fèi)用

通過(guò)低轉(zhuǎn)速大流量風(fēng)機(jī)應(yīng)用，轉(zhuǎn)子在線(xiàn)使用壽命可明顯提高，由原來(lái)25天提高至90～110天左右。

（3）減少項(xiàng)目投資費(fèi)用

通過(guò)低轉(zhuǎn)速、大流量除塵風(fēng)機(jī)應(yīng)用，優(yōu)化管道設(shè)計(jì)，減少管道長(zhǎng)度、煤氣排水器數(shù)量、電動(dòng)閥門(mén)數(shù)量等管道附件，從而減少工程項(xiàng)目投資。

4.2熱停機(jī)消失，提高產(chǎn)量效益

高速除塵風(fēng)機(jī)存在極不穩(wěn)定性，根據(jù)目前統(tǒng)計(jì)2019年各煉鋼生產(chǎn)線(xiàn)因一次除塵風(fēng)機(jī)造成的故障停機(jī)為0.35小時(shí)/月，通過(guò)低轉(zhuǎn)速、大流量風(fēng)機(jī)應(yīng)用可徹底轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)故障停機(jī)，實(shí)現(xiàn)零故障、零事故運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)低轉(zhuǎn)速、大流量風(fēng)機(jī)應(yīng)用，可明顯提高轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，減少操作人員操作轉(zhuǎn)爐煤氣的幾率，從而有效杜絕煤氣中毒事故發(fā)生。