煉鐵廠2號(hào)高爐出鐵場(chǎng)除塵是正壓大布袋除塵系統(tǒng)，原風(fēng)機(jī)采用傳統(tǒng)的機(jī)翼型結(jié)構(gòu)，風(fēng)量風(fēng)壓達(dá)到設(shè)計(jì)要求，由于系統(tǒng)中含塵濃度大，粉塵硬度高，風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，葉輪磨損嚴(yán)重，粉塵進(jìn)入磨穿的葉片中，造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)大，使風(fēng)機(jī)葉輪使用壽命縮短。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2004 04 2005 03的時(shí)間里，共更換了7只葉輪，平均每只葉輪的使用壽命僅為52 d；風(fēng)機(jī)葉輪的頻繁更換，既不利于計(jì)劃?rùn)z修的控制，又浪費(fèi)了大量的人力和財(cái)力，為此，決定采取措施，改造除塵風(fēng)機(jī)葉輪。

　　1問題分析通過對(duì)原正壓除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)和風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)原機(jī)翼形風(fēng)機(jī)葉輪存在以下缺陷：（ 1）風(fēng)機(jī)葉片形式為機(jī)翼型結(jié)構(gòu)，材料厚度為6 mm，抗耐磨性能低；（ 2）機(jī)翼形中空葉片磨穿后，粉塵進(jìn)入葉片后附加不平衡力增加，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)增大；（3）葉輪進(jìn)氣端沿葉片靠輪盤處未作耐磨措施，葉輪耐磨性差。

　　2方案選擇針對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪存在的上述情況，通過討論、模擬比較，在不影響風(fēng)機(jī)各項(xiàng)工藝指標(biāo)的前提下決定采取以下措施，以改進(jìn)風(fēng)機(jī)抗磨損性，提高風(fēng)機(jī)性能和延長(zhǎng)葉輪使用壽命。

　　（ 1）將風(fēng)機(jī)葉輪葉片由中空機(jī)翼型改為后向板型葉片，而葉輪外形尺寸保持不變，以確保葉輪與原風(fēng)機(jī)的互換性；（ 2）風(fēng)機(jī)葉片頭部磨損嚴(yán)重處增加耐磨鼻，并采用耐磨堆焊加以保護(hù)，葉片磨損區(qū)域增加耐磨條和耐磨堆焊結(jié)構(gòu)；（ 3）考慮到粉塵對(duì)葉輪根部焊縫的沖刷磨損，在葉輪葉片根部增加耐磨護(hù)板，確保焊縫的可靠性；（ 4）考慮到葉輪寬度大，從安全角度出發(fā)，為加強(qiáng)葉片剛性，將副前盤變短改為加強(qiáng)圈，從而能提高部分葉輪內(nèi)效率；（ 5）主要材質(zhì)及工藝選擇。

　　3具體措施根據(jù)選定的改造方案，可以看出制約葉輪使用壽命的主要因素是葉輪的防磨問題，通過查閱材料手冊(cè)及材料焊接書籍，最終決定采取以下材料及工藝來解決葉輪的磨損問題。

　?。?1）設(shè)計(jì)采用優(yōu)化氣流流道的措施，改善粉塵沖刷葉片和葉輪中盤的角度，從而減輕沖擊磨損。

　　選用后彎板式葉片的葉輪，通過調(diào)整葉道長(zhǎng)度，減少葉片出口角度，減少葉片入口氣流攻角，葉輪前盤采用錐弧形等得以實(shí)現(xiàn)。可以預(yù)計(jì)，在保證風(fēng)機(jī)性能的前提下，通過對(duì)葉輪幾何參數(shù)的調(diào)整，能大大減輕磨損。

　?。?2）因風(fēng)機(jī)葉輪直徑大，轉(zhuǎn)速高，介質(zhì)含塵量很大，且為提高葉輪的耐磨性，增加了耐磨復(fù)合鋼板，離心力也相應(yīng)增大，對(duì)制作葉輪的材料強(qiáng)度、耐溫性能、耐磨性能要求也相應(yīng)較高。葉輪采用進(jìn)口高強(qiáng)度鋼板WELDOX - 700E制作葉輪。

　　該材料是經(jīng)過淬火與回火的鋼板，常溫屈服極限為700 M Pa，硬度為HB275.

　?。?3）在葉片上設(shè)計(jì)制造有耐磨鼻。葉片進(jìn)氣邊是磨損最嚴(yán)重的部位，將單板葉片由兩種不同厚度的鋼板焊接起來（較厚的一段葉片為耐磨鼻，其厚度為葉片其余厚度的2倍，長(zhǎng)度為葉片總長(zhǎng)的20% ） ，并在耐磨鼻上用進(jìn)口耐磨焊條作堆焊處理，并保證堆焊層厚度4 mm，硬度不小于HRC60.

　　（ 4）為提高葉片和中盤的耐磨能力，在葉片工作面和中盤側(cè)面加焊進(jìn)口耐磨護(hù)板加板式堆焊，表面硬度為HRC56 61.葉片靠前盤部分磨損較小且為方便更換，減小葉輪重量，采用護(hù)板加耐磨堆焊。

　　4運(yùn)行效果新工藝制造的風(fēng)機(jī)葉輪于2005 11 02投入使用，在2006 01 18高爐休風(fēng)檢查風(fēng)機(jī)，葉輪表面沒有磨損跡象。

　　5效益分析5. 1環(huán)境效益改造后，葉輪使用壽命延長(zhǎng)，可避免葉輪檢修與高爐檢修的不同步，因除塵停運(yùn)出鐵場(chǎng)煙氣得不到有效控制，給高爐出鐵增加了困難和安全的隱患，此次改造，很好地解決了這一問題；同時(shí)也減少了因風(fēng)機(jī)葉輪檢修時(shí)高爐粉塵對(duì)環(huán)境的污染。

　　除塵系統(tǒng)風(fēng)量為264 299 Nm 3 / h，除塵器進(jìn)口約2 g/ Nm 3，出口7 mg/ Nm 3；改造前，葉輪每年檢修約7次，每次檢修約10 h，改造后，葉輪每?jī)赡隀z修一次，檢修時(shí)間相同；改造后每年可向大氣少排放粉塵量約為： 264 299 （ 2 000 - 7）（ 7 10- 5） / 1 000 000 000= 34. 2 t.

　　5. 2經(jīng)濟(jì)效益（ 1）原機(jī)翼形葉輪平均使用壽命為52 d，每年需更換葉輪7只，每只葉輪修復(fù)周期約為2 a，葉輪年維修費(fèi)用約為14萬元；改造葉輪設(shè)計(jì)使用壽命為2 a，改造后可節(jié)約葉輪維修費(fèi)用為28萬元。

　　（ 2）原葉輪每次檢修需要10 h，檢修工人10人，兩年共可節(jié)約檢修工時(shí)700人h.

　?。?3）改造后，每年可多回收粉塵約34. 2 t，回用到燒結(jié)配料。

　　6結(jié)語（ 1）空心機(jī)翼形葉片不適宜使用在含塵濃度大的場(chǎng)合，風(fēng)機(jī)常因葉片磨穿平衡破壞而振動(dòng)，采用實(shí)心單板葉片并在其表面焊接耐磨結(jié)構(gòu)則能很好的解決這種問題。

　?。?2）在其它正壓除塵系統(tǒng)或粉塵濃度高的場(chǎng)合，單板實(shí)心葉輪+表面焊接耐磨結(jié)構(gòu)是值得推薦的一種選擇。