离心风机设计参数与壳体结构 

  1. 1 风机设计参数 汉川电厂锅炉制粉系统用作乏气输送的风机 均选用四平鼓风机厂生产的 X4- 73N0. 20D 单侧 吸入式离心排粉风机, 设计转速 N= 960r/ min, 流 量Q = ( 6. 01~ 12. 04) @ 103m3/ h, 介质重度为 1. 293Kg/ nm3, 全压P= 14 175~ 10 350Pa。

1. 2 风壳结构 风壳结构见图 1。后侧板 2 以水平中分面与出口成 A 角将壳体分为上下两部分, 后侧板和两端结合面采用角铁制成的法兰呈水平面形式连 结, 前侧板 1 与入口圆法兰呈垂直平面形式连结, 风壳内部沿径向装有厚 25mm 的16Mn 锰钢板经卷 制成型的弧形板做径向防磨衬板 5, 以增加壳防磨 能力。

2 磨损分析

排粉机叶轮在高速旋转时产生的离心力, 致 使乏气中夹杂的煤粉颗粒以一定的加速度向叶轮出口冲出。在运动过程中煤粉颗粒受撞击和离心 力的双重作用, 对金属表面产生研磨, 在叶片的工 作面上形成不规则的磨损痕迹, 随叶轮半径 R 值 的增加磨损亦增加, 并由前盘向后盘骤增。乏气 离开叶轮后在风壳的约束下形成动压 P, 以同上的 方式对壳体的金属表面产生研磨, 磨损程度随容 积变化而变化。位于渐开线半径 R 值最小区域的 舌部因气固两相流体在叶轮出口强离心力的作用 下对风壳金属表面的撞击强度最大, 磨损亦最严 重, 且集中于叶轮出口对面的金属表面上, 并随风 壳渐开线半径 R 值的增加磨损逐渐减弱, 痕迹逐 渐变宽。因此, 该排粉风机风壳舌部和上部风壳 的磨损问题就显得尤其突出[ 1] 。

3 风壳修复

3. 1 传统检修方法 风壳磨损即产生泄漏, 必须及时进行修复, 常 采用外部贴补和堆焊的临时办法进行处理。但磨 损严重, 则要将风机解体后进行修复。把被损坏 的壳体进行堆焊或挖补复原, 再将磨损的径向防 磨衬板用氧、乙炔焰自壳体上切割下来, 按原样装 上新的防磨衬板。但这种方法, 极易造成风壳变 形, 导致密封不严。 3. 2 风壳内敷设耐磨衬板 为解决风壳的磨损问题, 提出了在风壳内敷 设耐磨衬板的方法, 即在风壳内敷设耐磨合金衬 板[2] , 敷设前要将原来的径向弧形衬板从壳体上 切割下来, 再将铸造的耐磨合金衬板一件一件地 用销钉与壳体固定[3] , 采用这种方法在施工中发 现如下问题:

( 1) 在切割原径向防磨衬板时, 由于 原衬板与壳体以分段焊接型式固定, 氧、乙炔焰对 属双重金属的弧形衬板进行切割时, 因是高强度 切割作业, 加大了风壳的变形, 致使叶轮装入机壳 后转动受阻, 经采取措施后维持运行。

( 2) 装设时 由于固定防磨衬板的需要, 要以衬板上设置的销 钉孔位置为基准, 在对应的风壳上用氧、乙炔焰进 行挖孔, 便于销钉穿出壳体外面进行焊接固定。 由于设计的衬板数量多, 所用销钉多而滥, 裸露在 风壳外面的销钉和焊肉, 使外观和强度受到很大 影响。

( 3) 如因磨损再次更换, 除重复以上作业 外, 此时衬板的几何尺寸因铸造精度的影响, 不可 能与原衬板相符, 还需在壳体上重新挖孔, 风壳变 形势必加剧, 强度受到更加严重的威胁。

4 优化改造方案

为了有效地解决好风壳的磨损与变形的突出 矛盾, 针对磨损问题突出的喉部和上部风壳进行 优化改造( 风壳下部强度大, 磨损少, 不易变形, 可 不考虑对其进行改造) , 方案如图所示。

上部风壳改造 拆出风壳上部后, 用氧、乙炔焰将各部件分 解, 保留前后侧板 1、 2, 其渐开线型不变, 将切割后 的两侧板按照原始位置装在下部风壳上, 调整好 各部位置, 将加工好的部件与两侧板组装成带有 槽形滑道( 如图 1A- A 所示) 的上部风壳, 在风机 轴线上方增设一人孔门 8, 径向条形防磨衬板 3 便 可由人孔门装入或拆出槽形滑道。风壳两侧板 1、 2表面用厚度为 20mm 的 16Mn 锰钢板作防磨保护 6、 7( 主视图中虚线所示) , 两侧防护衬板分别分成 4片, 用沉头螺栓( 4) 固定在风壳上, 更换时只需拆 下螺栓, 按原样装复即可。 4. 2 舌部处理 由于该部位结构的特点, 则采用恢复原来结 构外貌, 而后在防磨棒 9 和弧形防磨板 5 的外表 面用< = 12mm 的圆钢 10 呈纵向布置, 间距控制 在 25~ 30mm 内, 并用电焊固定。由于固气流体在 圆钢之间的空间内形成的折射作用, 能有效地抑 制流体对金属表面的磨损, 使其防磨能力得到改 善, 从而起到了很好的防磨作用。 由于轴线上方设置了人孔门, 叶轮和叶片的 检查与局部修复, 检修后的动、静平衡作业, 局部 更换防磨衬板和维护作业工作都可以站在人孔门 外面完成, 从而改善了施工作业环境, 减少了劳动 强度, 提高了工作效率, 同时也为安全文明生产打 下了良好的基础。 通过对离心式排粉风机的上部壳体进行优化改造后的运行结果分析表明, 输出功率、风压和制 粉出力均无变化, 运行状况良好。 5 结语 经过对排粉风机的上部风壳进行优化改造 后, 圆满地解决了日常检修与维护作业时热应力 对风壳产生的变形影响的问题, 有效地抑制了壳 体的变形和由此产生的煤粉泄漏和环境污染。 采用新型耐磨材料做防护衬板, 提高了风壳 的耐磨性能, 延长了使用寿命, 节省了维护费用。在风机轴线上方设置的人孔门, 给检修和维 护工作提供了便利。

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