燒結風機葉輪結構改造

屈秀忠，郎忠勇

（山西太原鋼鐵集團（有限）公司峨口鐵礦，山西忻州 034207）

0 引言

太原鋼鐵集團（有限）公司峨口鐵礦200 萬噸球團系統采用鏈蓖機—回轉窯—環冷機燒結工藝，2004 年底建成投產。新的球團系統是在原豎爐球團的基礎上改建的，產品仍然是酸性氧化球團，原料是自產鐵精礦粉，煙煤粉作燃料，有機復合膨潤土作粘結劑。經過多年生產實踐，系統年產量已達到220 萬噸，產量超過設計能力的10%。

近年，為達到國家煙氣排放標準的要求，公司增加了濕法脫硫系統，該系統雖然達到環保要求，但也增加了球團生產熱風系統阻力，影響球團礦產量，很有必要對主引風機進行改造。

1 現狀

2017 年太鋼峨口鐵礦200 萬噸球團生產線，在主引風機出口安裝了一套石灰—石膏濕法煙氣脫硫裝置。經過一段時間運行，發現鏈蓖機—回轉窯—環冷機主生產線熱風系統風量不足、負壓減小，每小時產量減少40 t。經過技術人員工藝跟蹤排查發現，由于脫硫塔阻力增加了600～700 Pa，造成原有燒結主引風機流量、壓力不足，需進行改造，為了減少投資和縮短安裝時間，只能在原有風機基礎上進行改造。

2 改造方案

2.1 主要技術指標設計

（1）SJ15000 主引風機原始性能。風量15 000 m3/min，靜壓升5500 Pa，工作溫度170～200 ℃，風機轉速960 r/min，海拔1132 m（88.43 kPa），進口密度0.717 kg/m3，電機2240 kW、10 kV。

（2）改造要求。在保證原風機基礎尺寸不變，電機功率不變的基礎上，最大增加風機風量、風壓，風壓要增加1000 Pa，風量要達到1 000 000 m3/h。

2.2 方案設計

根據現主引風機的實際運行情況分析發現，現風機運行電流105 A，實際軸功率在1545 kW 左右，根據現運行的SJ15000 風機性能曲線可分析出，現運行實際工況是全壓在5552～5675 Pa，靜壓4941～4994 Pa，流量762 000～675 000 m3/h，風機效率73%左右。該風機做功主要是靜壓做功，靠靜壓克服系統阻力，達到輸送風量的目的，故應按靜壓選型風機，靜壓是風機壓力的考核參數。

根據上述要求，改造方法是選用高效模型，盡量提高電機運行電流，達到增加風壓風量的目的。

根據電機額定電流與現運行風機電流計算，當電機滿負荷工作時，風機葉輪直徑應增加到2740 mm（原風機葉輪直徑為2500 mm），考慮電機應有儲備系數，按1.1 安全系數考慮，故風機最終改造后葉輪直徑為2700 mm。原風機模型型號為4-73-15 系列（12 個單板葉片），效率較低，最高效率點位77.89%，模型改為目前推廣的清華4-73 模型16 個單板葉片。改造后風機達到的性能：流量1 000 000 m3/h（流量增加11.1%），全壓6206 Pa，靜壓5915 Pa（靜壓增加1000 Pa），風機效率83.36%，軸功率2005.4 kW 運行電流136.2 A，改造后風機型號SJ16500。

風機結構分析，原風機主軸，軸承箱及軸承通過計算，在葉輪直徑增大情況下，強度滿足要求。葉輪強度計算按400 ℃工況下計算，故仍使用原風機軸承箱及軸承。機殼出口角度為減小系統阻力根據現場系統管道重新確定，需保證原風機基礎不變，考慮到現場檢修，重新制作機殼，根據現場管道實際情況，確定機殼/進氣箱進出口角度改為60°（出口）/120°（進口），風機旋向順時針旋轉（由電機端看）。由于風機性能增加，原電動執行器不能滿足使用要求，故電動執行改為B+RS1250（保證與原電動執行器安裝尺寸互換）。改造后的主引風機現場如圖1 所示。

2019 年6月，利用球團系統大修期間實施了該項目，只更換新型葉輪及機殼，其余利用原有設施，安裝時間短、投資小、解決了生產系統的大問題。

圖1 改造后的主引風機現場

3 改造效果

改造后，經過幾個月的運行，主引風機設備運行平穩無異常，風量由改造前的900 000 m3/h 提高到1 000 000 m3/h，風壓提高了約1000 Pa，克服了后期配置環保設施對主生產系統的影響，球團礦小時產量達到歷年來最高水平。