改造預(yù)熱器C1筒提高高溫風機葉輪使用壽命

  唐山冀東資源綜合利用發(fā)展有限公司窯系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，窯尾高溫風機葉輪磨損一直非常嚴重，窯系統(tǒng)正常運行一個月左右，窯尾高溫風機葉輪中心便呈V形嚴重磨損，甚至被磨穿，由于受高溫風機拉風能力的影響，窯系統(tǒng)臺時產(chǎn)量也會急劇下降。為此，我公司針對高溫風機葉輪磨損嚴重、使用周期短的問題，委派各專業(yè)技術(shù)人員跟蹤調(diào)查，收集各方面的數(shù)據(jù)，最終解決了高溫風機葉輪磨損嚴重問題。

  1 運行中存在的問題

  來自Φ6 m C1筒出口廢氣經(jīng)高溫蝶閥阻攔后，70%～80%的高溫氣體入發(fā)電PH爐后廢氣入高溫風機，20%~30%的高溫氣體直接入高溫風機，經(jīng)高溫風機排出后的廢氣由生料磨和煤磨使用。高溫風機型號：3200DIBB50，流量：1?150?000 m3/h，全壓：8 000 Pa，工作溫度：275 ℃（<450 ℃），氣體含塵濃度：<80 g/Nm3。使用周期僅為1個月左右的高溫風機葉輪見圖1。

  圖1 磨損嚴重的高溫風機葉輪

  2 原因分析

  葉輪磨損嚴重的原因主要是進入高溫風機的氣體含塵濃度超高，超出允許含塵濃度范圍，高速高溫含塵氣體對高速運轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生沖刷。

  離心風機葉輪的磨損量F與氣體含塵濃度C和速度V的關(guān)系：F＝CV n（n為速度指數(shù)），葉輪的磨損量與氣體的含塵濃度成正比，粉塵濃度越大，單位時間內(nèi)固體顆粒撞擊葉輪葉片壁面次數(shù)和頻率越高，葉輪葉片磨蝕越嚴重；葉輪的磨損量與氣體運動速度的n次方成正比，速度越大，塵粒的離心力和動能越大，對葉輪的沖擊越大，磨損越嚴重。

  我們在生料喂料量為530 t/h時，對C1筒出口含塵濃度和風量進行了測定，測定結(jié)果為氣體流量908?002 m3/h，工況含塵濃度為57.01 g/m3，換算成標況含塵濃度為129.1 g/Nm3。從標定結(jié)果可以明確地看出實際運行中氣體含塵濃度遠高于風機額定允許的含塵濃度值80 g/Nm3，說明了入風機氣體含塵濃度高是風機葉輪磨損嚴重的直接原因。

  3 解決方法

  要想從根本上解決高溫風機葉輪磨損問題，就必須先解決入高溫風機含塵濃度高的問題。高溫風機入口氣體來自C1筒出口，C1筒出口氣體含塵濃度高的直接原因是C1筒分離效率低造成的。根據(jù)生料喂料量和所測C1筒出口廢氣流量、氣體含塵濃度，計算出C1筒分離效率為89.24%，這個數(shù)據(jù)遠低于設(shè)計規(guī)范中要求的C1筒分離效率不低于94%。增加旋風筒分離效率最有效的方法是增加旋風筒內(nèi)筒長度。根據(jù)經(jīng)驗內(nèi)筒高度取值約為旋風筒入風口高度的1.3~1.5倍。我公司C1筒入風口高度為3 090 mm，C1內(nèi)筒長度為4?160 mm，是進風口高度的1.35倍，在合理范圍內(nèi)，但考慮到目前C1筒分離效率低，所以采取增加C1內(nèi)筒高度來提高其分離效率。

  經(jīng)過計算決定在C1內(nèi)筒原高度上增加700 mm，達到4?860 mm（見圖2），為進風口高度的1.57倍。由于本預(yù)熱器系統(tǒng)阻力超低，再加上自然旋長仍在合理范圍內(nèi)，認為此方案切實可行。

  圖2 改造前后C1筒內(nèi)筒高度

  4 調(diào)整后效果

  4.1 高溫風機入口含塵濃度的變化

  在C1內(nèi)筒技改之前對高溫風機入口含塵濃度進行過檢測，在窯投料量520 t/h、高溫風機轉(zhuǎn)速765 r/min、發(fā)電熱風擋板開度為10%的工況下檢測2次，高溫風機入口含塵濃度分別為34.07 g/m3、35.23 g/m3。C1內(nèi)筒改造后對高溫風機入口含塵濃度進行了4次檢測，在窯投料量520 t/h、高溫風機轉(zhuǎn)速765 r/min、發(fā)電熱風擋板開度為10%工況下檢測結(jié)果分別為24.19 g/m3、23.19 g/m3、25.36 g/m3、24.53 g/m3?？梢钥闯?，與技改前相比，技改后風機入口含塵濃度有明顯下降。

  4.2 C1筒出口壓力的變化

  改造前后窯投料量和C1筒出口壓力變化情況見表1?？梢钥闯?，同等投料量時，改造后C1筒出口壓力稍大于改造前，如投料為530 t/h時，C1筒改造前出口壓力約為-3 988 Pa，改造后為-4 099 Ｐa，改造后出口壓力大于改造前約110 Ｐa。

  4.3 高溫風機電流的變化

  表2統(tǒng)計數(shù)據(jù)為窯系統(tǒng)改造前10 d和改造后10 d的運行數(shù)據(jù)。可以看出，同等投料量時高溫風機的電流基本相同，通過中控將回灰入窯和入均化庫電流觀察來看沒有明顯變化趨勢。改造6個月后停窯對高溫風機葉輪做了檢查，發(fā)現(xiàn)C1內(nèi)筒改造后高溫風機葉輪磨損情況有所好轉(zhuǎn)，與改造前相比磨損量明顯減輕（見圖3）。

  圖3 改造6個月后高溫風機葉輪磨損情況

  5 總結(jié)

  系統(tǒng)經(jīng)過改造處理，高溫風機使用6個月后，葉輪磨損量也相當小，徹底解決了因C1筒出口氣體含塵量大而造成葉輪磨損問題，杜絕了因葉輪磨損造成燒成系統(tǒng)拉風量下降，窯臺時產(chǎn)量低下的問題，為窯高產(chǎn)運行打下堅實的基礎(chǔ)。