天鐵6#燒結(jié)風(fēng)機(jī)改造

林占杰（天津天鐵冶金集團(tuán)燒結(jié)廠，河北涉縣 056404）

天鐵6#燒結(jié)風(fēng)機(jī)改造

林占杰（天津天鐵冶金集團(tuán)燒結(jié)廠，河北涉縣 056404）

天鐵燒結(jié)6#主抽風(fēng)機(jī)由于抽風(fēng)量不足和燒結(jié)過程漏風(fēng)，達(dá)不到額定負(fù)壓值12 000 Pa，影響燒結(jié)礦產(chǎn)量的提高。經(jīng)過對(duì)6#主抽風(fēng)機(jī)負(fù)壓偏低的原因分析，找出了由于在風(fēng)門使用過程中操作不當(dāng)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子直徑偏小，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡誤差大，風(fēng)機(jī)及燒結(jié)設(shè)備安裝密封不嚴(yán)等問題。經(jīng)改造，6#主抽風(fēng)機(jī)負(fù)壓提高2 724 Pa，達(dá)到12 000 Pa額定標(biāo)準(zhǔn)。

燒結(jié) 風(fēng)機(jī) 風(fēng)門 負(fù)壓 轉(zhuǎn)子 改造

1 前言

隨著天鐵煉鐵技術(shù)的不斷發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，燒結(jié)生產(chǎn)任務(wù)日益緊張，如何提高燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量，已經(jīng)成為公司生產(chǎn)的重中之重。為增加燒結(jié)礦產(chǎn)量，提高風(fēng)機(jī)性能指標(biāo)，需對(duì)6#主抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。

2 燒結(jié)風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)是對(duì)氣體壓縮和氣體輸送裝置的簡稱，它是依靠輸入的機(jī)械能提高氣體壓力并排送氣體的一種從動(dòng)的流體機(jī)械。

風(fēng)機(jī)包括通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、羅伯茨風(fēng)機(jī)。它是由帶葉輪的轉(zhuǎn)子、機(jī)殼、聯(lián)軸器、軸承、風(fēng)扇、潤滑系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。風(fēng)機(jī)是燒結(jié)過程中最重要的設(shè)備，在燒結(jié)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，風(fēng)機(jī)可吸走這些廢氣，使燒結(jié)礦層的空氣流通，為燒結(jié)的燃燒和冷卻過程提供足夠的空氣。

燒結(jié)風(fēng)機(jī)在工作中，燒結(jié)廢氣經(jīng)過燒結(jié)機(jī)兩側(cè)煙道風(fēng)口進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪。隨著葉輪旋轉(zhuǎn)，廢氣在離心力的作用下，從中心處被甩向邊緣，再以高速進(jìn)入窩殼，經(jīng)由煙道向排風(fēng)口流動(dòng)至煙囪。此時(shí)風(fēng)機(jī)在進(jìn)風(fēng)口處形成真空區(qū)域，使空氣經(jīng)臺(tái)車上面的料面、除塵管、多管除塵器而進(jìn)入風(fēng)箱。隨著葉輪的不斷旋轉(zhuǎn)，進(jìn)風(fēng)口的煙氣不斷地經(jīng)葉片間通道排向風(fēng)管流出煙囪，使燒結(jié)工序得以順利進(jìn)行。

3 風(fēng)機(jī)改造

當(dāng)氣流的絕對(duì)壓力小于外部同標(biāo)高的大氣壓力時(shí)，其相對(duì)壓力為負(fù)值，這種壓力稱之為負(fù)壓。6#主抽風(fēng)機(jī)的額定負(fù)壓為12 000 Pa，但實(shí)際生產(chǎn)中，由于抽風(fēng)設(shè)備抽風(fēng)量不足和燒結(jié)過程漏風(fēng)，負(fù)壓總在9 000～12 000 Pa范圍內(nèi)波動(dòng)，這相對(duì)于其額定輸出值仍有很大上升空間。改造前實(shí)測風(fēng)機(jī)負(fù)壓數(shù)據(jù)見圖1。

3.1 負(fù)壓偏低的原因分析

經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)負(fù)壓偏低主要是由轉(zhuǎn)子抽風(fēng)量不足、找正工作操作不當(dāng)、轉(zhuǎn)子不平衡和燒結(jié)過程漏風(fēng)等原因造成的。

（1）由于風(fēng)門在使用過程中操作不當(dāng)，開啟角度常常達(dá)不到極限位置，再加上風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)連桿固定不牢，螺絲松動(dòng)變形，風(fēng)門經(jīng)常在70°～90°之間工作，這樣就減少了流通風(fēng)量，增加了空氣在流動(dòng)過程中的能量損失，使主抽風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)量不充足，同時(shí)也加速了風(fēng)門的磨損。

（2）由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子直徑為?3 500 mm，其抽風(fēng)能力過小，而風(fēng)圈突出部分又擋住了轉(zhuǎn)子有效進(jìn)風(fēng)面積，致使轉(zhuǎn)子所做無用功過多，增加了能耗并減少了空氣流量。

（3）由于轉(zhuǎn)子找正不好，動(dòng)平衡誤差大，機(jī)殼內(nèi)部形成渦流，流向相反的兩團(tuán)空氣互相碰撞，能量相互抵消，致使空氣流能量減少、流速降低。

（4）風(fēng)機(jī)及燒結(jié)設(shè)備在安裝過程中，接觸面及連接端大多密封不嚴(yán)，漏風(fēng)現(xiàn)象非常嚴(yán)重，這也使得大量的風(fēng)得不到有效的利用，出現(xiàn)了負(fù)壓偏低的現(xiàn)象。

3.2 風(fēng)門改造

抽風(fēng)機(jī)的風(fēng)門是通過其風(fēng)門擋板的位置改變來改變管路通風(fēng)面積的設(shè)備。當(dāng)驅(qū)動(dòng)桿1處于左面極限位置A時(shí)，整個(gè)風(fēng)道被封閉，通風(fēng)量為零。當(dāng)驅(qū)動(dòng)臂位于右面極限位置B時(shí)，風(fēng)門開啟，通風(fēng)管道達(dá)最大通風(fēng)量，此位置為風(fēng)門的理論最佳位置。風(fēng)門側(cè)視圖見圖2。

當(dāng)風(fēng)機(jī)長時(shí)間運(yùn)行后，聯(lián)動(dòng)桿2會(huì)因?yàn)槁菁y旋轉(zhuǎn)逐漸縮短，各緊固螺母也會(huì)隨著震動(dòng)變形，使封門開關(guān)達(dá)不到最佳位置。風(fēng)門每1°的誤差，風(fēng)量誤差就會(huì)達(dá)133 m3/min。改造時(shí)，采用雙螺母加雙墊圈相結(jié)合的防松方式，對(duì)連桿2進(jìn)行防松處理，并把所有的緊固螺母換成高強(qiáng)螺母，以減少變形所帶來的誤差。

3.3 增加轉(zhuǎn)子直徑

由于電機(jī)功率較大，轉(zhuǎn)子直徑可由?3 500 mm增大為?3 600 mm。更換過后，為了提高轉(zhuǎn)子同軸度，控制誤差在±0.05 mm范圍內(nèi)，并減少由震動(dòng)引起的渦流對(duì)風(fēng)量的影響，需要重新對(duì)轉(zhuǎn)子找正。

3.4 風(fēng)圈改造

轉(zhuǎn)子進(jìn)風(fēng)口是風(fēng)機(jī)抽風(fēng)的咽喉部位，其橫截面積的大小直接決定了抽風(fēng)量的大小，按流量公式:

式中：Q——抽風(fēng)流量；v——?dú)怏w流速；A——進(jìn)風(fēng)口截面積。可知在相同條件下，抽風(fēng)面積A越大，流量Q也就越大。

原風(fēng)圈進(jìn)風(fēng)口面積1.306 m2，由于設(shè)計(jì)和安裝等問題，造成風(fēng)圈伸入轉(zhuǎn)子70 mm，風(fēng)圈阻擋了進(jìn)風(fēng)口面積0.254 m2，減少抽風(fēng)量為2 334 m3/min。去除風(fēng)圈內(nèi)側(cè)的70 mm部分后，增加了抽風(fēng)面積，同時(shí)增大了抽風(fēng)量。改造前后風(fēng)圈對(duì)比見圖3。

3.5 增加機(jī)體密封性

在改造以前，由于機(jī)體是鑄件，接觸表面毛刺凸起比較多，結(jié)合部間隙比較大，漏風(fēng)嚴(yán)重。改造中，使用12 mm厚毛氈墊襯于機(jī)體各接觸面。這樣在機(jī)體重力作用下，毛氈填補(bǔ)機(jī)體空隙，機(jī)體漏風(fēng)現(xiàn)象明顯減少。

4 聯(lián)軸器找正

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中，聯(lián)軸器把兩根旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)為一體，實(shí)現(xiàn)同軸回轉(zhuǎn)。由于安裝誤差、設(shè)備溫差、操作誤差，在對(duì)6#風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)兩軸中心線不在同一軸線上的情況。選擇正確合理的找正方法，對(duì)于提高檢修質(zhì)量及同軸度，減少風(fēng)機(jī)震動(dòng)，保障風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行具有重要的意義。

4.1 找正誤區(qū)分析

在風(fēng)機(jī)停機(jī)后一段時(shí)間內(nèi)，風(fēng)機(jī)葉輪降溫慢，電機(jī)轉(zhuǎn)子降溫快，電機(jī)、風(fēng)機(jī)兩個(gè)軸承座出現(xiàn)溫差，熱膨脹使電機(jī)與風(fēng)機(jī)軸中心高度出現(xiàn)偏差。此時(shí)找正后，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，兩軸溫度同等回升使找正數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，兩軸中心線不共線，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)增大。計(jì)算如下：

（1）電機(jī)軸中心線熱膨脹變化高度Δh1

式中：H1——電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中心線高；

Δt1——找正時(shí)溫差；

β——鑄鐵的膨脹系數(shù)。

（2）風(fēng)機(jī)軸中心線熱膨脹變化高度Δh2

式中：H2——風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸中心線高；

Δt2——找正時(shí)溫差；

β——鑄鐵的膨脹系數(shù)。

（3）兩軸中心線變化量之差Δh

由于Δh1、Δh2不相等，Δh必然不為零，所以找正數(shù)據(jù)會(huì)存在很大的誤差，找正工作應(yīng)待風(fēng)機(jī)和電機(jī)自然冷卻后方可進(jìn)行。

4.2 調(diào)整動(dòng)平衡

燒結(jié)廢氣溫度高、溫差變化大、轉(zhuǎn)子重量大、離心力大等造成轉(zhuǎn)子剛性下降，轉(zhuǎn)動(dòng)特性發(fā)生變化。由于轉(zhuǎn)子葉輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流道內(nèi)有螺絲緊固的耐磨襯板等非焊接結(jié)構(gòu)，緊固力不均勻，葉輪襯板等結(jié)構(gòu)會(huì)在高溫下出現(xiàn)不均勻膨脹導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失去動(dòng)平衡。同時(shí)轉(zhuǎn)子葉片、輪轂、襯板的彎曲變形也可能會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的不平衡。

利用動(dòng)平衡試驗(yàn)可調(diào)整高溫不均勻膨脹引起的不平衡和彎曲變形引起的不平衡。

4.3 轉(zhuǎn)子找正

4.3.1 轉(zhuǎn)子找正

示意圖見圖4。

4.3.2 找正過程

（1）拆開風(fēng)機(jī)外殼，打開轉(zhuǎn)子兩端軸承蓋，取出上瓦。

（2）在軸徑方向上找對(duì)應(yīng)點(diǎn)A和點(diǎn)B分別位于電機(jī)齒接手和轉(zhuǎn)子齒接手相近端，做標(biāo)記。

（3）盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)90°。同時(shí)盤動(dòng)電機(jī)，與轉(zhuǎn)子同步。轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖4所示。

（4）使兩接手停于軸向同一直線對(duì)應(yīng)點(diǎn)時(shí)，用塞尺測量點(diǎn)A與點(diǎn)B間隙。

（5）分別測量接手在90°、180°、270°、360°時(shí)接手間隙，對(duì)比誤差，調(diào)整電機(jī)前后左右方向。

（6）重復(fù)以上步驟，直到誤差在可控制范圍后安裝各部件。

5 改造后效果

改造后經(jīng)過幾個(gè)月的跟蹤調(diào)查可作出效果對(duì)比，見表1。

表1 改造前后效果對(duì)比

6 結(jié)語

改造后，6＃主抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量明顯增加，平均抽風(fēng)負(fù)壓提高2 724 Pa，達(dá)到12 000 Pa的額定標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，由于運(yùn)用先進(jìn)操作法進(jìn)行找正，大大降低了風(fēng)機(jī)的震動(dòng)，增加了轉(zhuǎn)子使用壽命，確保了燒結(jié)礦產(chǎn)量。

[1]中國標(biāo)準(zhǔn)出版社全國風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編：風(fēng)機(jī)卷[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[2]續(xù)魁昌.風(fēng)機(jī)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995：5.

Modification of Sintering Fan 6 of Tiantie

Lin Zhanjie

The main induced fan 6 of Tiantie Sintering Plant could not reach 12 000 Pa,the rated negative pressure due to insufficient draught and leakage during sintering,which affects the production increase of agglomerate.The analysis was made on causes of low negative pressure at fan 6 and problems were found of improper shutter operation,small diameter of fan rotor,big error in rotor dynamic balance and untight sealing of the fan and sintering equipment because of unsuitable installation.After modification,the negative pressure of main induced fan 6 was increased by 2 724 Pa,arriving at the standard rated value of 12 000 Pa.

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（收稿 2011－03－07責(zé)編崔建華）

林占杰，男，助理工程師，2006年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事冶金機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)管理工作。