改造預(yù)熱器C1筒提高高溫風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)葉輪磨損一直非常嚴(yán)重，窯系統(tǒng)正常運(yùn)行一個(gè)月左右，窯尾高溫風(fēng)機(jī)葉輪中心便呈V形嚴(yán)重磨損，甚至被磨穿，由于受高溫風(fēng)機(jī)拉風(fēng)能力的影響，窯系統(tǒng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量也會(huì)急劇下降。為此，我公司針對(duì)高溫風(fēng)機(jī)葉輪磨損嚴(yán)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(fēng)機(jī)葉輪磨損嚴(yán)重問題。

  1 運(yùn)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(fēng)機(jī)，20%~30%的高溫氣體直接入高溫風(fēng)機(jī)，經(jīng)高溫風(fēng)機(jī)排出后的廢氣由生料磨和煤磨使用。高溫風(fēng)機(jī)型號(hào)：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(gè)月左右的高溫風(fēng)機(jī)葉輪見圖1。

  圖1 磨損嚴(yán)重的高溫風(fēng)機(jī)葉輪

  2 原因分析

  葉輪磨損嚴(yán)重的原因主要是進(jìn)入高溫風(fēng)機(jī)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(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生沖刷。

  離心風(fēng)機(jī)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(shí)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(yán)重；葉輪的磨損量與氣體運(yùn)動(dòng)速度的n次方成正比，速度越大，塵粒的離心力和動(dòng)能越大，對(duì)葉輪的沖擊越大，磨損越嚴(yán)重。

  我們?cè)谏衔沽狭繛?30 t/h時(shí)，對(duì)C1筒出口含塵濃度和風(fēng)量進(jìn)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(biāo)況含塵濃度為129.1 g/Nm3。從標(biāo)定結(jié)果可以明確地看出實(shí)際運(yùn)行中氣體含塵濃度遠(yuǎn)高于風(fēng)機(jī)額定允許的含塵濃度值80 g/Nm3，說明了入風(fēng)機(jī)氣體含塵濃度高是風(fēng)機(jī)葉輪磨損嚴(yán)重的直接原因。

  3 解決方法

  要想從根本上解決高溫風(fēng)機(jī)葉輪磨損問題，就必須先解決入高溫風(fēng)機(jī)含塵濃度高的問題。高溫風(fēng)機(jī)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(jì)算出C1筒分離效率為89.24%，這個(gè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)規(guī)范中要求的C1筒分離效率不低于94%。增加旋風(fēng)筒分離效率最有效的方法是增加旋風(fēng)筒內(nèi)筒長度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)內(nèi)筒高度取值約為旋風(fēng)筒入風(fēng)口高度的1.3~1.5倍。我公司C1筒入風(fēng)口高度為3 090 mm，C1內(nèi)筒長度為4?160 mm，是進(jìn)風(fēng)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(jì)算決定在C1內(nèi)筒原高度上增加700 mm，達(dá)到4?860 mm（見圖2），為進(jìn)風(fēng)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(rèn)為此方案切實(shí)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(fēng)機(jī)入口含塵濃度的變化

  在C1內(nèi)筒技改之前對(duì)高溫風(fēng)機(jī)入口含塵濃度進(jìn)行過檢測，在窯投料量520 t/h、高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速765 r/min、發(fā)電熱風(fēng)擋板開度為10%的工況下檢測2次，高溫風(fēng)機(jī)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(duì)高溫風(fēng)機(jī)入口含塵濃度進(jìn)行了4次檢測，在窯投料量520 t/h、高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速765 r/min、發(fā)電熱風(fēng)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?？梢钥闯觯c技改前相比，技改后風(fēng)機(jī)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(shí)，改造后C1筒出口壓力稍大于改造前，如投料為530 t/h時(shí)，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(fēng)機(jī)電流的變化

  表2統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為窯系統(tǒng)改造前10 d和改造后10 d的運(yùn)行數(shù)據(jù)。可以看出，同等投料量時(shí)高溫風(fēng)機(jī)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(gè)月后停窯對(duì)高溫風(fēng)機(jī)葉輪做了檢查，發(fā)現(xiàn)C1內(nèi)筒改造后高溫風(fēng)機(jī)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(gè)月后高溫風(fēng)機(jī)葉輪磨損情況

  5 總結(jié)

  系統(tǒng)經(jīng)過改造處理，高溫風(fēng)機(jī)使用6個(gè)月后，葉輪磨損量也相當(dāng)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(fēng)量下降，窯臺(tái)時(shí)產(chǎn)量低下的問題，為窯高產(chǎn)運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。