高爐的“心臟”—鼓風機原理及問題處理案例分析

1、高爐的“心臟一鼓風機原理及問題處理【案例概述】鼓風機通過吸進大量空氣經(jīng)過加壓，增大了空氣的壓力，從而形 成一定的壓力和流量的氣體。經(jīng)過風壓以及風量調(diào)節(jié)之后，輸入到高 爐的一種動力機械。鼓風機的作用：高爐冶金生產(chǎn)中需要大量的氧氣 作為化學反響的原料，從而為高爐中的燒結(jié)礦料能充分燃燒。 鼓風機 通過吸入大量空氣進行加壓，形成一定的風壓和風量，最終輸入高爐 中燃燒。高爐鼓風機是高爐生產(chǎn)運行的關(guān)鍵，從高爐的英文名稱“ BlastFurnace 可以看出，Blast指的就是鼓風的意思?？梢哉f， 高爐鼓風機就是高爐的心臟，為高爐運行提供源源不斷地動力。 實際 生產(chǎn)中經(jīng)常說的“有風才有鐵就是這個道理。按照目

2、前的國內(nèi)高爐實際運行情況估計，國內(nèi)高爐保守數(shù)量900座，風機數(shù)量與高爐數(shù)量比例1.2，那么鼓風機數(shù)量在1080臺左右。 提咼鼓風機的效率、穩(wěn)定率對于國內(nèi)煉鐵工業(yè)的穩(wěn)定和本錢控制具有 十分關(guān)鍵的意義。一、分類鼓風機的類型很多，按照鼓風機的動力類型、氣流方向等進行劃 分，可以分為以下幾種：1.驅(qū)動類型：對大容量高爐鼓風機組，通常分為汽動機組和電動機組，電動鼓 風機組由電動機驅(qū)動風機運轉(zhuǎn)，對廠區(qū)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高； 汽動鼓風機組由汽輪機驅(qū)動風機運轉(zhuǎn)，對汽輪機、鍋爐及其輔機系統(tǒng) 的穩(wěn)定性要求較高。2.氣體流動方向分為羅茨式鼓風機、軸流式鼓風機、離心式鼓風機。二、風機選型目前國內(nèi)外的高爐鼓風機均采

3、用葉片式風機，主要有離心式和軸 流式兩大類。離心鼓風機具有結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，設(shè)計點效率高，噪 聲較小等優(yōu)點；軸流式鼓風機具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、負荷 調(diào)節(jié)性好、使用范圍寬、風機轉(zhuǎn)動慣量小、電機易啟動等特點 ，所以 在大型化和現(xiàn)代化高爐上被廣泛使用。離心式鼓風機結(jié)構(gòu)簡單，平安可靠,但其體積龐大，轉(zhuǎn)子特重，安 裝和維護不方便，電機的啟動也非常困難。另外還要附加盤車等輔助 裝置,使本錢提高，所以在大型高爐上通常不采用該種風機。但是，使 用離心式鼓風機可以比使用軸流式風機少用一臺風機和電機 ，減少設(shè) 備的一次性投入，運行3年左右即可收回購置軸流式風機多支出的投 資。所以,選擇何種風機應(yīng)綜合分析

4、設(shè)備投資、運行費用和平安可靠 性等因素后再確定?！景咐治觥恳?、軸向振動大唐鋼能源科技公司北區(qū) 6#汽輪鼓風機機組1問題：由于唐鋼能源科技公司北區(qū)6#汽輪鼓風機機組排氣側(cè)軸瓦軸向 振動值到達120卩m經(jīng)過專家組分析確定是因為制造廠鼓風機軸承 座制造剛度不夠，導(dǎo)致排氣側(cè)軸瓦振動值大，自制加裝軸承座剛度提 升裝置可提高軸承座剛度，可有效地解決機組振動問題。2.處理方法：能源科技公司北區(qū)6#汽輪鼓風機組由于制造廠運轉(zhuǎn)過程中排氣 側(cè)軸瓦軸承箱箱體支撐發(fā)生彈性變形， 剛度下降，引起軸的軸向振動 大，影響了汽輪鼓風機組正常運行，造成設(shè)備停機檢修，使高爐生產(chǎn) 受到影響。轉(zhuǎn)子的支撐系統(tǒng)一般由根底臺板、軸承座、

5、軸承等部件組 合而成，這些部件的剛度直接影響汽輪鼓風機轉(zhuǎn)子軸向振動，因此， 加強軸承箱箱體的剛度可解決鼓風機軸瓦軸向振動大的問題。所采取的技術(shù)方案是：一種高爐鼓風機軸承箱剛度加強裝置， 包 括下平板、支撐板和上平板，上平板頂部設(shè)置用于容納軸承箱內(nèi)側(cè)頂 部支撐筋的凹槽，下平板為矩形板狀結(jié)構(gòu)、且其四角均螺紋安裝支撐 螺釘，支撐螺釘與軸承箱的地板固定鏈接。 所述支撐板包括橫向支撐 板和縱向支撐板，橫向支撐板和縱向支撐板交叉焊接成十字結(jié)構(gòu)，支撐板上端與下端分別與上平板和下平板焊接。所述支撐螺釘下端與地 板之間焊接。二、高爐鼓風機自動化類振動故障首鋼股份公司自動化類振動故障是指由于現(xiàn)場設(shè)備振動監(jiān)測系統(tǒng)中

6、信號傳輸 系統(tǒng)傳感器、信號電纜等部件缺陷引起的機組振動數(shù)值異常、大幅增高而嚴重影響設(shè)備平安運行甚至導(dǎo)致設(shè)備停機的現(xiàn)象，該類振動雖然 是“假振，但由于參與設(shè)備振動報警及停機連鎖，后果嚴重甚至造 成重大生產(chǎn)損失。另外該類振動由于容易與“真振相混淆，往往會 影響最終的分析與判斷，延誤故障處理時機而產(chǎn)生重大損失。 主要有 如下三種類型：1探頭失效；2接口噪聲干擾；3信號干擾。以下以首鋼股份公司發(fā)生的屢次風機故障進行分析和應(yīng)對策略 的實施。1. 探頭失效均表現(xiàn)為振動大幅增高后突發(fā)性停機，給生產(chǎn)造成重大損失。原因：1渦流傳感器隨機組長期運行，工作條件比較苛刻，難免有 失靈現(xiàn)象。2探頭到達使用壽命。3探頭安

7、裝固定不當，大中修后回裝質(zhì)量差或長期運行后松 動、損傷。應(yīng)對策略：1通過現(xiàn)場使用經(jīng)驗總結(jié)探頭使用壽命，定期更換。2加強大中修期間自動化系統(tǒng)施工監(jiān)管， 提高探頭回裝質(zhì)量。2. 接口噪聲干擾類故障故障表現(xiàn)為振動值無規(guī)律不定期大幅波動，嚴重影響設(shè)備平安穩(wěn) 定運行。原因：信號電纜接線端子松動，傳感器或延伸電纜接插件的接觸電阻變 化引起的接觸不良。以上情況都可能在偶然的情況下，引發(fā)電氣干擾 或接口噪聲，進而使測量值跑高。應(yīng)對策略：杜絕此類故障只能從強化檢修質(zhì)量入手。三、信號干擾類故障此類故障共兩種，一種發(fā)生在運行設(shè)備附近有在用測試儀器， 另 一種發(fā)生在運行設(shè)備如我公司TRT壓差發(fā)電機組附近有在用的對 講

8、機等通訊設(shè)備。具體表現(xiàn)為故障時段內(nèi)屢次振值突然巨增且持續(xù)時 間短暫。原因：1設(shè)備附近測試儀器或通訊設(shè)備電磁信號干擾。2現(xiàn)場監(jiān)測保護系統(tǒng)框架表抗干擾能力差。應(yīng)對策略：1杜絕或遠離設(shè)備現(xiàn)場使用有發(fā)射信號的測試設(shè)備及通訊設(shè) 備。2選用抗干擾性強的、高質(zhì)量的現(xiàn)場監(jiān)測保護系統(tǒng)框架表。1. 噪聲產(chǎn)生的原因1鼓風機本體噪聲。包括空氣動力性噪聲和機械噪聲。空氣 動力性噪聲又分為渦流噪聲和旋轉(zhuǎn)噪聲。軸流式鼓風機是以旋轉(zhuǎn)噪聲 為主。機械噪聲主要來自增速齒輪箱。葉片旋轉(zhuǎn)時會與空氣產(chǎn)生摩擦, 或發(fā)生沖擊，轉(zhuǎn)速愈快，空氣頻率愈高，其噪聲愈鋒利。2電動機噪聲。電機噪聲主要包括定子和轉(zhuǎn)子之間交變電磁 引力、磁致伸縮引起的電

9、磁噪聲和冷卻風扇噪聲、軸承摩擦、機體運 轉(zhuǎn)不平衡和結(jié)構(gòu)共振引起的機械噪聲。3管道噪聲。來自所連接的鼓風機、閥門以及管道受氣流沖 擊、摩擦等所產(chǎn)生的空氣動力性噪聲，通過管壁輻射出來。風管與風 機外殼的內(nèi)面接縫處要平整，防止粗糙不平，造成撕裂聲。4排氣口噪聲。鼓風機在啟動或因高爐操作需要而排氣時， 在排放口高速氣流與大氣強烈混合產(chǎn)生噴注噪聲。5風機以外引起的噪聲。除風機本身的固定噪聲外，尚有許 多噪聲源，諸如：軸承因精密度缺乏，風管漏氣以及其它構(gòu)造物之間 產(chǎn)生共振所引起的噪聲等。2. 噪聲處理1隔聲降噪：把鼓風機安置在專用的隔聲房內(nèi)，或者用隔聲 罩把鼓風機罩起來，使噪聲封閉在局部的空間。2吸聲降噪

10、：當聲波入射到物體外表時，局部聲能要被物體 吸收轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，稱為吸聲。3消音器降：消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種 器件，是消除空氣動力性噪聲的重要措施。(4) 減振降噪：鼓風機在一定工況下運轉(zhuǎn)時，高強度噪聲分別 從風機的進氣口、排氣口、機殼及管道等部位輻射出來的。因此，在 風管外面覆以防音材料和在管道上加裝波紋補償器是有必要的?！景咐卣埂孔鳛楦郀t煉鐵的“心臟，高爐鼓風機的狀態(tài)和平安一直是高爐 煉鐵工作者關(guān)注的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從風機的選型、安裝、監(jiān)控、操作，到 故障處理，涉及自動化、工藝、管理、能源等方方面面。無論是從高 爐的長壽、高效和低本錢運行，還是管理的優(yōu)化，都應(yīng)把鼓風機列入 關(guān)鍵的一環(huán)。未來高爐自動冶煉技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)工長