循環(huán)風機外殼、葉輪磨損原因及對策

謝能體

廣西柳州鋼鐵集團有限公司 廣西柳州 545002

焦化廠年產(chǎn)焦炭500萬噸，現(xiàn)有五座干熄焦，干熄能力分別為：110t/h二座、150t/h二座、160t/h一座，投產(chǎn)時間從2007年到2012年。投產(chǎn)以來焦化循環(huán)風機外殼被磨穿和葉輪磨損的問題就不斷，五座干熄焦風機外殼都因磨穿而經(jīng)常補焊或更換外殼，嚴重的二干熄和五干熄因循環(huán)風機葉輪磨損，分別在2017和2019年更換了風機葉輪，不僅對生產(chǎn)造成較大影響也耗費了大量人力和資金。

1 循環(huán)風機外殼、葉輪磨損原因分析

1.1 干熄焦氣體循環(huán)流程

循環(huán)風機是干熄焦氣體循環(huán)的主要設(shè)備，循環(huán)氣體通過循環(huán)風機提供的動力經(jīng)副省煤器換熱后進入干熄爐冷卻紅焦，升溫后高達1000℃左右的循環(huán)氣體在一次除塵器中重力沉降除去氣體中大顆粒的焦粉后，進入鍋爐換熱，換熱降溫后的氣體再進入二次除塵器利用旋風除塵的原理除去循環(huán)氣體中的大部分粉塵，又重新進入循環(huán)風機升壓，如此循環(huán)。

1.2 循環(huán)風機外殼、葉輪磨損原因

1.2.1 風機超負荷運行

循環(huán)風機外殼最早被磨穿的是二干熄的，五焦焦爐建成投產(chǎn)，而配套的干熄焦未同步投入，為多產(chǎn)干熄焦炭，五焦的紅焦運到二干熄爐干熄；此外兩座干熄焦生產(chǎn)期間也經(jīng)常會出現(xiàn)一座干熄焦故障或年修，把紅焦運到另一座干熄爐干熄的情況。這種情況下需要循環(huán)風機大風量運行，正常運行時循環(huán)風機風量一般為160000m3/小時-190000m3/小時，而超負荷運行時的風量達到200000m3/小時以上。超大的風量造成一次除水塵和二次除塵也超負荷運行，除塵效率下降，循環(huán)氣體中含塵量增加，流速加快，長期運行導(dǎo)致外殼和葉輪的磨損。

1.2.2 一次除塵料位計不準確

在干熄焦生產(chǎn)中，一次除塵器把循環(huán)氣體中攜帶的30%焦粉通過重力沉降捕集下來，減少焦粉對后繼設(shè)備的沖刷。捕集下來的高溫焦粉先貯存在一次除塵本體錐斗中并在水冷套管中冷卻，達到一定料位后通過格式閥排到一次除塵貯灰斗。一次除塵本體灰斗的料位通過電容料位計來顯示，由于所處高溫、粉塵的惡劣環(huán)境，全廠的電容料位計普遍存在顯示料位不準確或失效的問題，這樣不可避免的會出現(xiàn)一次除塵排灰不及時，大顆粒焦粉被帶到后繼工序沖刷設(shè)備，造成循環(huán)風機外殼和葉輪的磨損。

1.2.3 灰倉排灰不及時

如圖1：我廠輸灰系統(tǒng)的設(shè)計基本原理是：一次除塵和二次除塵捕集下來的焦粉先儲存在各自的貯灰斗，灰斗滿后再通過螺旋輸送機或氣力輸送的方式，送到總灰倉。一次除塵灰斗滿會造成一次除塵器失效，沖刷后續(xù)工序設(shè)備，增加二次除塵負荷；二次除塵器灰斗滿會造成二次除塵器失效，焦粉直接沖刷循環(huán)風機；總灰倉不及時排灰拉灰滿倉時，一、二次除塵的灰就不能排出，造成一、二次除塵倉斗滿，除塵器除塵效果差或無法除塵。由此可看出三個貯灰倉不及時排拉灰都會影響除塵效率，造成循環(huán)氣體含塵量增加沖刷循環(huán)風機等設(shè)備造成風機外殼穿孔甚至損壞葉輪。

圖1 輸灰系統(tǒng)示意圖

1.2.4 二次除塵器穿漏除塵效果差

從焦化循環(huán)風機運行多年的數(shù)據(jù)來看，二次除塵器穿漏是造成循環(huán)風機外殼磨穿和葉輪磨損的主要原因，超過80%的的風機外殼磨穿檢查都會發(fā)現(xiàn)二次除塵泄漏。

如圖2：二次除塵器利用旋風除塵原理除塵。經(jīng)過鍋爐換熱后的循環(huán)氣體進入腔室B，在腔室B內(nèi)流過旋風器后形成旋風。在離心力的作用下，外套筒中質(zhì)量大的粉塵沉降到貯灰斗，而干凈的氣體由內(nèi)套筒上升到腔室A然后被吸入循環(huán)風機。經(jīng)過二次除塵器除塵后的循環(huán)氣體含塵量小于1000/mg3，被循環(huán)風機輸送到干熄爐冷卻焦炭。二次除塵中內(nèi)套筒和外套筒是可能活動是，它們與隔板都是采用填料式密封，而且填料只是依靠設(shè)備自身重量壓著來固定，這種密封方式檢修方便，但密封可靠性有欠缺，在循環(huán)風機強大的吸力下密封填料可能會吸空缺失，使得循環(huán)氣體不經(jīng)旋風除塵直接進入A腔，造成二次除塵器的內(nèi)套筒和外套筒快速磨穿，大量含塵氣體進入循環(huán)風機，風機外殼被磨穿，葉輪磨損。

圖2 二次除塵器結(jié)構(gòu)圖

2 循環(huán)風機外殼、葉輪磨損對策

循環(huán)風機外殼磨穿或葉輪磨損達到一定程度后，直接的處理就是停風機、停產(chǎn)下來補焊機殼或更換葉輪，但這只是治標，在維修實踐過程中，我們可以看到當循環(huán)氣體含塵量大到一定程度的時候，我們使用厚度為20mm的鋼板對風機外殼進行補焊，也僅過半個多月就會再次被磨穿，因此必須從上述分析的原因找出根源并采取對策，才能根本性的解決問題。

2.1 風機超負荷運行對策

針對循環(huán)風機超負荷運行的問題，我們認識到這種拼設(shè)備的嚴重后果，加強工藝運行參數(shù)的管理，嚴格控制循環(huán)風機運行風量，規(guī)定最大風量不能超過200000m3/小時，工藝不能滿足時適當水熄，避免拼設(shè)備。

2.2 一次除塵料位計不準確對策

針對一次除塵電容料位計不準確的問題，我們進行了改造，在高料位處安裝了熱電阻和高位報警，通過溫度來判斷高料位情況，使得判斷高料位的準確度大大提高，避免排灰不及時影響除塵效果。

2.3 灰倉排灰不及時對策

針對灰倉排灰不及時的問題，加強排灰管理，進行每班排灰、拉灰統(tǒng)計，避免因人為不排灰拉灰而造成的灰倉滿問題的發(fā)生。

2.4 二次除塵器穿漏除塵效果差對策

針對二次除塵器容易泄漏的問題，我們對二次除塵內(nèi)套筒和外套筒的密封方式進行了優(yōu)化，在入風口和流速快的周邊和中央風道的填料外加焊擋圈（如圖3），避免氣流直接沖刷對填料或填料被抽吸走；其次定期對循環(huán)氣體含塵量進行檢測，特別是風機外殼磨穿孔時，必須檢測氣體含塵量，大于1000/mg3要停產(chǎn)檢查二次除塵是否泄漏，有泄漏則采取封堵或換管的方法進行處理。

圖3 外套筒（內(nèi)套筒）改造示意圖

2.5 循環(huán)風機外殼穿對策

循環(huán)風機外殼貼耐磨陶瓷。由于循環(huán)風機外殼采用普通鋼板制造，沒有進行耐磨處理，因此比較容易穿漏，我廠利用干熄焦年修對循環(huán)風機外殼進行貼耐磨陶瓷的處理，雖提高了風機外殼的耐磨性能，但也存在陶瓷會局部脫落的問題。

3 結(jié)語

不管是風機外殼磨穿，還是葉輪磨損，究其根源都是循環(huán)氣體中含塵量過大所致，應(yīng)該及時排查根源加以處置避免故障擴大，有條件的建議在循環(huán)氣體系統(tǒng)安裝在線含塵監(jiān)測設(shè)備，時時監(jiān)控循環(huán)氣體含塵量，這樣能夠及早發(fā)現(xiàn)問題，更為有效的控制循環(huán)風機外殼、葉輪磨損的故障。