離心風機殼體防磨研究與優化改造
關鍵詞：離心風機殼體防磨研究與優化改造 發布時間：2013-12-03 點擊數：1474
離心風機設計參數與殼體結構
1. 1 風機設計參數 漢川電廠鍋爐制粉系統用作乏氣輸送的風機 均選用四平鼓風機廠生產的 X4- 73N0. 20D 單側 吸入式離心排粉風機, 設計轉速 N= 960r/ min, 流 量Q = ( 6. 01~ 12. 04) @ 103m3/ h, 介質重度為 1. 293Kg/ nm3, 全壓P= 14 175~ 10 350Pa。
1. 2 風殼結構 風殼結構見圖 1。后側板 2 以水平中分面與出口成 A 角將殼體分為上下兩部分, 后側板和兩端結合面采用角鐵制成的法蘭呈水平面形式連 結, 前側板 1 與入口圓法蘭呈垂直平面形式連結, 風殼內部沿徑向裝有厚 25mm 的16Mn 錳鋼板經卷 制成型的弧形板做徑向防磨襯板 5, 以增加殼防磨 能力。
2 磨損分析
排粉機葉輪在高速旋轉時產生的離心力, 致 使乏氣中夾雜的煤粉顆粒以一定的加速度向葉輪出口沖出。在運動過程中煤粉顆粒受撞擊和離心 力的雙重作用, 對金屬表面產生研磨, 在葉片的工 作面上形成不規則的磨損痕跡, 隨葉輪半徑 R 值 的增加磨損亦增加, 并由前盤向后盤驟增。乏氣 離開葉輪后在風殼的約束下形成動壓 P, 以同上的 方式對殼體的金屬表面產生研磨, 磨損程度隨容 積變化而變化。位于漸開線半徑 R 值最小區域的 舌部因氣固兩相流體在葉輪出口強離心力的作用 下對風殼金屬表面的撞擊強度最大, 磨損亦最嚴 重, 且集中于葉輪出口對面的金屬表面上, 并隨風 殼漸開線半徑 R 值的增加磨損逐漸減弱, 痕跡逐 漸變寬。因此, 該排粉風機風殼舌部和上部風殼 的磨損問題就顯得尤其突出[ 1] 。
3 風殼修復
3. 1 傳統檢修方法 風殼磨損即產生泄漏, 必須及時進行修復, 常 采用外部貼補和堆焊的臨時辦法進行處理。但磨 損嚴重, 則要將風機解體后進行修復。把被損壞 的殼體進行堆焊或挖補復原, 再將磨損的徑向防 磨襯板用氧、乙炔焰自殼體上切割下來, 按原樣裝 上新的防磨襯板。但這種方法, 極易造成風殼變 形, 導致密封不嚴。 3. 2 風殼內敷設耐磨襯板 為解決風殼的磨損問題, 提出了在風殼內敷 設耐磨襯板的方法, 即在風殼內敷設耐磨合金襯 板[2] , 敷設前要將原來的徑向弧形襯板從殼體上 切割下來, 再將鑄造的耐磨合金襯板一件一件地 用銷釘與殼體固定[3] , 采用這種方法在施工中發 現如下問題:
( 1) 在切割原徑向防磨襯板時, 由于 原襯板與殼體以分段焊接型式固定, 氧、乙炔焰對 屬雙重金屬的弧形襯板進行切割時, 因是高強度 切割作業, 加大了風殼的變形, 致使葉輪裝入機殼 后轉動受阻, 經采取措施后維持運行。
( 2) 裝設時 由于固定防磨襯板的需要, 要以襯板上設置的銷 釘孔位置為基準, 在對應的風殼上用氧、乙炔焰進 行挖孔, 便于銷釘穿出殼體外面進行焊接固定。 由于設計的襯板數量多, 所用銷釘多而濫, 裸露在 風殼外面的銷釘和焊肉, 使外觀和強度受到很大 影響。
( 3) 如因磨損再次更換, 除重復以上作業 外, 此時襯板的幾何尺寸因鑄造精度的影響, 不可 能與原襯板相符, 還需在殼體上重新挖孔, 風殼變 形勢必加劇, 強度受到更加嚴重的威脅。
4 優化改造方案
為了有效地解決好風殼的磨損與變形的突出 矛盾, 針對磨損問題突出的喉部和上部風殼進行 優化改造( 風殼下部強度大, 磨損少, 不易變形, 可 不考慮對其進行改造) , 方案如圖所示。
上部風殼改造 拆出風殼上部后, 用氧、乙炔焰將各部件分 解, 保留前后側板 1、 2, 其漸開線型不變, 將切割后 的兩側板按照原始位置裝在下部風殼上, 調整好 各部位置, 將加工好的部件與兩側板組裝成帶有 槽形滑道( 如圖 1A- A 所示) 的上部風殼, 在風機 軸線上方增設一人孔門 8, 徑向條形防磨襯板 3 便 可由人孔門裝入或拆出槽形滑道。風殼兩側板 1、 2表面用厚度為 20mm 的 16Mn 錳鋼板作防磨保護 6、 7( 主視圖中虛線所示) , 兩側防護襯板分別分成 4片, 用沉頭螺栓( 4) 固定在風殼上, 更換時只需拆 下螺栓, 按原樣裝復即可。 4. 2 舌部處理 由于該部位結構的特點, 則采用恢復原來結 構外貌, 而后在防磨棒 9 和弧形防磨板 5 的外表 面用< = 12mm 的圓鋼 10 呈縱向布置, 間距控制 在 25~ 30mm 內, 并用電焊固定。由于固氣流體在 圓鋼之間的空間內形成的折射作用, 能有效地抑 制流體對金屬表面的磨損, 使其防磨能力得到改 善, 從而起到了很好的防磨作用。 由于軸線上方設置了人孔門, 葉輪和葉片的 檢查與局部修復, 檢修后的動、靜平衡作業, 局部 更換防磨襯板和維護作業工作都可以站在人孔門 外面完成, 從而改善了施工作業環境, 減少了勞動 強度, 提高了工作效率, 同時也為安全文明生產打 下了良好的基礎。 通過對離心式排粉風機的上部殼體進行優化改造后的運行結果分析表明, 輸出功率、風壓和制 粉出力均無變化, 運行狀況良好。 5 結語 經過對排粉風機的上部風殼進行優化改造 后, 圓滿地解決了日常檢修與維護作業時熱應力 對風殼產生的變形影響的問題, 有效地抑制了殼 體的變形和由此產生的煤粉泄漏和環境污染。 采用新型耐磨材料做防護襯板, 提高了風殼 的耐磨性能, 延長了使用壽命, 節省了維護費用。在風機軸線上方設置的人孔門, 給檢修和維 護工作提供了便利。
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