摘要:介紹一種用于高溫、高濕、高粉塵氣體的高溫軸流通風(fēng)機(jī) ,該風(fēng)機(jī)采用水冷卻、潤(rùn)滑、皮帶保護(hù)、清灰門(mén)等結(jié)構(gòu),具有直徑大、大風(fēng)量、低壓的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:高溫軸流通風(fēng)機(jī), 水泥立窯, 濕式除塵, 水冷卻, 潤(rùn)滑

1 　 前言

目前全國(guó)水泥 78 %為立窯生產(chǎn) ,立窯煙氣具有排放量大、粉塵含量高、溫度高、濕含量高以及氣體狀況波動(dòng)大的特點(diǎn)。立窯煙氣量為 30 000 ～60 000 m3/h ;煙氣粉塵含量為 1～10 g/m3(通常為5g/m3) ;煙氣溫度為50～200 ℃,窯況不正常時(shí)更高;煙氣濕含量為 5 %～10 % ,底火拉深時(shí)高達(dá) 20 %;由于煙氣含濕量高 ,立窯煙氣的露點(diǎn)達(dá)到 40～55 ℃,甚至高達(dá)77 ℃;煙氣粉塵較粗 ,淺暗火操作時(shí) > 40μm占50 % ,暗火操作時(shí) > 40μm占 45 %;煙氣狀況隨立窯的操作和原料頻繁變化 ,速度快 ,幅度大。

立窯除塵器應(yīng)用較多的為濕式除塵器 ,它具有工藝簡(jiǎn)單、投資小、運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn) ,但濕式收塵器都存在煙氣倒煙問(wèn)題。濕式除塵器的噴淋水增加了煙氣排放阻力 ,使立窯煙氣產(chǎn)生倒煙 ,噴水量越多 ,倒煙越嚴(yán)重 ,一方面限制了噴水量 ,使煙氣排放難以達(dá)標(biāo);另一方面造成立窯窯面工作臺(tái)操作環(huán)境惡劣 ,工人CO中毒事故經(jīng)常發(fā)生。

為解決倒煙問(wèn)題 ,人們做過(guò)多種探索和試驗(yàn)。在高溫氣流煙囪內(nèi)安裝軸流通風(fēng)機(jī) ,引起電機(jī)和軸承燒毀 ,軸流通風(fēng)機(jī)在立窯煙囪內(nèi)不能應(yīng)用。采用鼓風(fēng)機(jī)向煙囪內(nèi)鼓風(fēng)提高煙囪中部風(fēng)速的方式也不能解決煙囪倒煙問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題 ,研制了適合立窯濕式除塵使用的專(zhuān)用大風(fēng)量、 耐高溫、 大規(guī)格的高溫軸流通風(fēng)機(jī)。

2 　 性能參數(shù)的確定

如圖1所示為立窯濕式除塵安裝高溫軸流通風(fēng)機(jī)示意圖 ,每臺(tái)立窯有 2 個(gè)煙囪 ,由于濕式除塵器直徑較大 ,煙氣中含水量大 ,頂部位置高 ,高溫軸流通風(fēng)機(jī)安裝在濕式除塵前面 ,每個(gè)煙囪安裝1臺(tái)高溫軸流通風(fēng)機(jī)。機(jī)立窯在生產(chǎn)過(guò)程中 ,煙氣排放量30 000～60 000 m3/h ,設(shè)計(jì)用 2 臺(tái)軸流通風(fēng)機(jī) ,每臺(tái)設(shè)計(jì)風(fēng)量為30 000 m3/h。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè) ,氣流經(jīng)過(guò)噴淋塔后 ,壓力下降 220 Pa 左右 ,把軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓定在250 Pa。 由于多數(shù)機(jī)立窯煙囪直徑在 <115 m左右 ,考慮到管道的阻力和便于管道聯(lián)接 ,要求機(jī)殼直徑等于或接近于煙囪直徑 ,所以在設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)葉輪時(shí) ,盡可能使葉輪直徑增大。由于風(fēng)機(jī)的葉輪直徑較大 ,在一定的風(fēng)量風(fēng)壓下 ,風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就相應(yīng)降低 ,選用 6 極電機(jī) ,轉(zhuǎn)速960 r/min。由上可知 ,確定設(shè)計(jì)的高溫軸流通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)應(yīng)為全壓 P = 250 Pa ,流量 Q = 30 000 m3/h ,轉(zhuǎn)速 n =960 r/min。

3 　 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高溫軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮使用條件、 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、 安裝維修方便等方面 ,高溫軸流風(fēng)機(jī)串聯(lián)在管道中 ,機(jī)殼兩端法蘭與管道聯(lián)接。設(shè)計(jì)的高溫軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示 ,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要解決溫度對(duì)軸流風(fēng)機(jī)的影響、 軸承的冷卻和潤(rùn)滑、葉片積塵的清理等。風(fēng)機(jī)是在高溫(100～200 ℃)和有腐蝕性的氣體中工作 ,為了保護(hù)電機(jī) ,不采用電機(jī)與風(fēng)機(jī)的直接聯(lián)接 ,而采用皮帶傳動(dòng) ,將電機(jī)置于機(jī)殼之外 ,三角帶和風(fēng)機(jī)皮帶輪用鋼板包圍起來(lái) ,避免與高溫氣流的直接接觸。風(fēng)機(jī)在含塵濃度較高、濕度較大的氣體介質(zhì)中運(yùn)轉(zhuǎn) ,所以風(fēng)機(jī)葉片上極易粘結(jié)粉塵 ,給風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)不利 ,為了清除葉片結(jié)塵 ,在機(jī)殼上對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)葉片處 ,開(kāi)設(shè)清理門(mén) ,小門(mén)與筒壁要密封。

風(fēng)機(jī)軸承是在高溫下連續(xù)運(yùn)行 ,所以軸承的潤(rùn)滑和冷卻就顯得非常重要。在結(jié)構(gòu)上要保證軸承的可靠潤(rùn)滑并設(shè)置水冷卻裝置。如圖 3 所示為高溫軸流通風(fēng)機(jī)冷卻潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)圖 ,在軸承周?chē)O(shè)置冷卻水套 ,通冷卻水進(jìn)行冷卻降溫 ,由于風(fēng)機(jī)立式安裝 ,冷卻水由風(fēng)機(jī)下部進(jìn)入 ,上部排水。潤(rùn)滑油采用稀油循環(huán)潤(rùn)滑 ,潤(rùn)滑油也要進(jìn)行冷卻。為了保證軸承的潤(rùn)滑 ,在每個(gè)軸承的下方 ,設(shè)置1個(gè)骨架油封 ,以減少潤(rùn)滑油的流失。

4 　 風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)

高溫軸流風(fēng)機(jī)的加工制造在鼓風(fēng)機(jī)廠完成 ,制造完成后進(jìn)行了風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn) ,經(jīng)過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片幾何參數(shù)的多次改進(jìn) ,使之符合設(shè)計(jì)要求。軸流風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、 風(fēng)壓等主要參數(shù)都達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn) ,樣機(jī)加工質(zhì)量符合技術(shù)要求。該風(fēng)機(jī)電機(jī)型號(hào)Y132M226 ,功率為 515 kW,額定轉(zhuǎn)速為 960 r/min ,風(fēng)機(jī)的葉輪直徑為1 280 mm ,附表為風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)值。

5 　 風(fēng)機(jī)的運(yùn)行

為了解決機(jī)立窯生產(chǎn)中煙塵排放對(duì)大氣造成的嚴(yán)重污染 ,遂平水泥廠立窯采用了濕式除塵技術(shù) ,但濕式除塵器的噴淋水增加了煙道阻力 ,噴水量少 ,使除塵器產(chǎn)生倒煙和不能達(dá)標(biāo)排放。研制的機(jī)立窯濕式除塵軸流通風(fēng)機(jī)安裝到該廠濕式除塵設(shè)備上后 ,提高了煙囪排煙能力 ,立窯操作面環(huán)境清潔 ,更無(wú) CO中毒現(xiàn)象 ,大大改善了工人勞動(dòng)環(huán)境。噴水量增加 ,能夠達(dá)標(biāo)排放。該風(fēng)機(jī)能在高溫下穩(wěn)定運(yùn)行。風(fēng)機(jī)葉片上的積塵在立窯停產(chǎn)檢修時(shí)進(jìn)行清理 ,不影響立窯的工作。該風(fēng)機(jī)經(jīng)受了高溫、 高濕度和高粉塵濃度煙氣的考驗(yàn)。實(shí)踐表明該風(fēng)機(jī)可應(yīng)用于立窯煙氣排煙 ,填補(bǔ)了軸流通風(fēng)機(jī)在這一領(lǐng)域應(yīng)用的空白。

6 　 結(jié)論

(1)研制的高溫軸流通風(fēng)機(jī)解決了水泥立窯濕式除塵煙氣的倒煙問(wèn)題 ,為立窯濕式除塵的排煙提供了良好的解決辦法。

(2)該風(fēng)機(jī)的冷卻、 潤(rùn)滑、 皮帶保護(hù)結(jié)構(gòu)使風(fēng)機(jī)軸承、 皮帶在高溫下安全運(yùn)轉(zhuǎn) ,電機(jī)外置使電機(jī)免燒 ,清理門(mén)結(jié)構(gòu)使風(fēng)機(jī)能在高粉塵煙氣中運(yùn)轉(zhuǎn) ,風(fēng)機(jī)在高溫、 高濕、 高粉塵情況下運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

(3)風(fēng)機(jī)流量大 ,壓力低 ,滿足除塵工藝要求。

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