轉爐一次除塵低轉速大流量除塵風機研究應用

紀偉

摘 要：煉鋼廠轉爐煙氣處理方式主要經歷了干法除塵、濕法除塵和半干法除塵系統的演變和改進，其主要的處理工藝為轉爐冶煉產生的高溫煙氣經洗滌系統洗滌后，到達轉爐一次除塵風機進口，通過風機旋轉運送至煤氣柜，并且各類除塵方式的應用都必須通過轉爐一次除塵風機設備提供動力源，轉爐冶煉過程中產生的95%煙塵都是依靠轉爐一次煤氣除塵風機抽走，并且還肩負煤氣回收利用的任務，隨著新環保法的實施，各種在線環保監控設施的完善，對轉爐一次除塵煤氣風機的高效穩定運行提出了更高要求，其次轉爐一次除塵煤氣風機的穩定運行對煉鋼生產的穩定，經濟，高效，生產組織都具有積極的促進作用。

關鍵詞：轉爐一次除塵;設備;動力

1參數設計

通過配套轉爐設計平均出鋼量、冶煉周期、吹氧時間等工藝參數初步設計配套轉爐一次除塵風機系統相關參數，并對工藝參數反復論證審查，確定最終參數配置如下表：

2關鍵部件結構型式

（1）優化設計葉輪結構和材質，葉輪采用后彎式平板葉片，葉輪材料采用HQ785（Q690B），葉輪焊接后經除應力處理;葉輪動平衡精度等級為G2.5，主軸采用高強度合金鋼（35CrMo）。經調質處理，主軸與葉輪的連接采用法蘭結構，用高強度螺栓連接加防松墊片。

（2）風機轉子采用外球面滑動軸承，薄壁軸瓦，米切爾止堆塊，軸瓦材料為巴氏合金，帶甩油環，提高滑動軸瓦抗沖擊性能，降低維修頻次。

（3）改造優化轉爐煤氣管道走向及設置，減少煤氣排水器及電動閥門等管道附件的使用數量，降低工程費用。

3關鍵部件制作工藝要求

3.1主軸

（1）考慮到轉爐一次除塵風機的特殊性，風機軸的第一臨界轉速為最大設計轉速的1.5倍，確保主軸剛性。

（2）主軸材質為合金鋼鍛件35CrMo，確保風機的可靠性。

（3）監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。主軸精加工，包括精車、磨削、軸頸鍍鉻等。

3.2葉輪

（1）葉輪的動平衡精度等級為2.5級。

（2）葉輪設計時考慮轉爐一次風機的含塵量較高，采用強度高耐磨性能好的HQ785（Q690B）。為提高前盤和中盤的強度和剛性，前盤外圓設有加強圈及采用鍛件進口圈。同時主軸鍛打法蘭盤，提高后盤的強度和剛性。考慮到轉爐一次除塵風機葉輪采用進口的高強度材料，針對該類調質鋼下料，采用國際先進的數控水下等離子切割設備，使風機材料的下料口端面的熱影響區幾乎為零。確保焊縫處的強度不削弱。

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

（4）葉輪拼接焊縫超聲檢測、角焊縫磁粉或著色檢測。

3.3傳動部件

（1）聯軸器采用金屬膜片聯軸器，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，極限轉速高，安裝簡單、方便，在不拆卸風機電動機的情況下也可更換聯軸器。

（2）風機軸承采用外球面可調心的強制潤滑滑動軸承，軸承調心度好、承載能力高、潤滑可靠、壽命長。

3.4機殼密封

機殼軸孔處設置碳環密封加氮氣，達到零泄漏。碳環密封須具備以下特點：

（1）采用分瓣式的密封腔體，使安裝、維修容易;

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

（3）風機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，以適應碳環密封要求，提高密封的使用壽命。

3.5電氣控制

一次除塵風機電機系統送PLC的信號（4-20mA）和現場顯示儀表如下：

風機軸承溫度：Pt100三線制信號（2點）+雙金屬溫度計（2點）

電動機軸承溫度：Pt100三線制信號（2點）+雙金屬溫度計（2點）

電動機定子溫度：Pt100三線制（6點）

風機軸承振動：4～20mA信號（4點）

風機速度：4～20mA信號（1點）

電動機軸承振動：4～20mA信號（4點）

稀油站故障報警信號：若干4～20mA或開關量信號。

稀油站故障停機信號：若干4～20mA或開關量信號。

供油系統：油溫、油壓、油液流量、過濾器壓差、油箱油位、油箱溫度、電加熱器、油泵運行指示等。

所有溫度信號為Pt100三線制信號，振動、轉速、冷卻水流量、油壓、油液流量、過濾器壓差、油箱油位等信號為4～20mA信號。

3.6其他輔助功能

（1）風機互換性。為保證風機的統一性，采用數控等離子切割機下料，對于葉輪前盤、進風口、葉片成型均采用模具化，壓制成形，風機的各個主要部件具備互換性。

（2）葉輪沖洗功能。設計增加葉輪外表面沖洗裝置，沖洗裝置主要包括供水設備、法蘭球閥、管道增壓泵、低速沖洗氣動球閥、高速沖洗氣動球閥，在風機高低速運行過程中對風機葉輪進行有效沖洗，減少葉輪上的結垢，從而降低風機振動，有效的降低了維修成本，維修工作量，減少危險因素，提高生產效率。

4經濟效益

4.1直接經濟效益

（1）降低轉子部備件費用。

按照目前轉子部使用壽命為36個月計算，目前四煉鋼一次除塵風機轉子數量為4套，則三年內需逐步更換風機轉子備件費用約60萬元，平均每年轉子費用為20萬元，通過低轉速、大流量風機應用，壽命延長至70個月則每年轉子備件費用為12萬元，則每年降低轉子備件費用約為8萬元。

（2）減少轉子動平衡費用

通過低轉速大流量風機應用，轉子在線使用壽命可明顯提高，由原來25天提高至90～110天左右。

（3）減少項目投資費用

通過低轉速、大流量除塵風機應用，優化管道設計，減少管道長度、煤氣排水器數量、電動閥門數量等管道附件，從而減少工程項目投資。

4.2熱停機消失，提高產量效益

高速除塵風機存在極不穩定性，根據目前統計2019年各煉鋼生產線因一次除塵風機造成的故障停機為0.35小時/月，通過低轉速、大流量風機應用可徹底轉爐煤氣回收系統故障停機，實現零故障、零事故運行。

結束語：

通過低轉速、大流量風機應用，可明顯提高轉爐一次除塵系統運行穩定性，減少操作人員操作轉爐煤氣的幾率，從而有效杜絕煤氣中毒事故發生。