風機是用于輸送氣體的機械,其應用廣泛,但在如電力、冶金、水泥、木材加工、煙草等工業(yè)生產(chǎn)過程中,由于環(huán)境所限或工藝過程需要,所輸送的氣體中含塵量往往較高甚至很高,風機使用一段不長時間后,就會產(chǎn)生振動,嚴重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。對現(xiàn)場風機進行檢查后發(fā)現(xiàn),葉輪內(nèi)部積聚有程度不同塵埃(稱為“積灰”),有些位置因風機旋轉時所產(chǎn)生的離心力超出塵埃與葉輪表面、塵埃之間的結合力而脫落,從而使葉輪失去了原有的平衡導致產(chǎn)生風機的振動,當機組振動達到一定限值,會造成軸承或葉輪等旋轉部件的損壞,嚴重時會造成葉輪飛裂(俗稱“飛車”)事故而被迫停機,嚴重影響機組的安全生產(chǎn)。1 造成積灰的主要原因
風機葉輪內(nèi)積灰的產(chǎn)生和積灰的粘附強度受到許多因素的影響,歸納起來主要有以下幾點:
1)含塵氣體的含塵濃度:一般含塵氣體在進入風機前都裝有除塵器,除塵器的除塵效果好壞直接影響進入風機中氣體的含塵濃度,通常情況下,氣體中的含塵濃度越大,粉塵在葉輪表面的吸附量相應也會增多(有個別用戶把除塵器放在風機之后,風機葉輪的積灰會更加嚴重)。
2)含塵氣體的濕度:進入風機中含塵氣體的濕度越大,粉塵在葉輪上的積聚的速度就會加快,特別是氣體中帶有水滴,由于水存在的親和力使粉塵的附著力增加,因而加快了風機的葉輪積灰。
3)葉輪的材料表面粗糙度,表面粗糙度越大,葉輪的積灰速度越快且積灰程度越嚴重。
4)所輸送的氣體中含有粘性較大的介質(zhì)。如含樹脂的木屑,積聚速度很快且程度也非常嚴重。
其它對葉輪產(chǎn)生積灰的影響因素還有很多,如葉輪型線、二次流、磁力、靜電等。
2 延緩或消除葉輪積灰的對策和辦法
采用高效除塵器,提高除塵器的除塵效率,降低進入風機內(nèi)部氣體中的含塵量;以及加強運行控制、改用其它形狀葉輪型線的風機、改變?nèi)~輪的結構形狀等手段都可以解決或延緩葉輪的積灰問題。但對于實際的工程現(xiàn)場,這些措施在實施中存在較大的困難,如除塵器的空間尺寸不同、場地的空間限制、改造資金缺乏等客觀條件制約,而風機的改型會受到系統(tǒng)參數(shù)需求的約束,這些方法在現(xiàn)場往往是難以實施的;采取怎樣的措施或方法來延緩或解決風機葉輪表面塵埃的積聚,是我們風機工作者經(jīng)常要面對的現(xiàn)實問題。下面介紹一下我在處理現(xiàn)場實際積灰時,經(jīng)過多次實踐和改進,實際證明是延緩或消除風機葉輪積灰行之有效的幾種處理方法。
方法一:采用氣流連續(xù)吹掃方法消除葉輪的積灰。
氣流連續(xù)吹掃裝置的示意圖如圖1所示。一端設有噴嘴的高壓氣管固定于風機的靜止件(如進風口)上,高壓氣體經(jīng)過氣管上的噴嘴以相當高的速度噴射到葉輪的葉片、輪蓋、輪盤等表面上,將粘附在葉輪上的積灰吹掉,防止其不斷加厚,葉輪轉動一圈,各部位就被依次吹掃一遍,通過這樣連續(xù)吹掃以達到清除積灰的目的。清除葉片上的積灰,在高壓氣管上需安裝2~4個噴嘴,清除輪蓋、輪盤上積灰的噴嘴數(shù)量視葉輪尺寸大小而定。噴嘴的安裝角度(對于清除葉片積灰的噴嘴即為噴嘴中心線與葉片之間的夾角)保持在76°~82°之間,噴嘴端部與被清的積灰表面距離設置為15mm~30mm時效果最佳。
此方法的特點是利用風機壓頭吸取機外自然空氣對葉輪進行吹掃,風機的改動量不大,投資費用較低。此裝置主要適用于24小時不間斷的工況,如發(fā)電廠鍋爐引風機。我公司用于浙江某熱電廠的一臺鍋爐引風機Y75-1ANo.20D,原葉片積灰比較嚴重,幾乎每周要停機清灰1次,于2010年3月采用了此噴嘴吹掃裝置后,風機葉片積灰明顯減小,清灰效果很明顯,基本上無需停機清灰,使機組達到了長期平穩(wěn)運行。
方法二:在風機葉輪上加裝附加葉片。
在現(xiàn)場處理風機積灰時,在很多情況下,都是在靠近輪盤的葉片非工作面上產(chǎn)生積灰。通過實踐試驗,在葉輪葉片非工作面?zhèn)容啽P進口位置上加裝一個附加葉片(如圖2所示),能有效阻止葉輪積灰的產(chǎn)生。
由于在葉片進口側的輪盤上加裝了附加葉片,使風機的葉片與附加葉片之間形成一風道,在附加葉片的作用下部分氣流吹向葉片的非工作面,將原可能會粘附到葉片上的積灰改變流動方向,使葉片非工作面的積灰得以減少。同時,由于這部分氣流的作用,改變了靠近葉片的非工作面的氣流分離狀態(tài),避免了在此區(qū)域產(chǎn)生的二次氣流,改變了粉塵顆粒在葉片非工作面上的吸附狀態(tài),使葉輪的積灰情況得到改善。
此方法的優(yōu)點是結構簡單,在現(xiàn)場改進很方便,且改造成本低,特別適宜清除葉片上積灰比較嚴重的情況。本公司用于昆明某企業(yè)的NF103-25D風機,改造前積灰非常嚴重,原來平均每天要停機清灰1~2次,經(jīng)過增加此風道式吹風結構的改造后,葉輪的積灰情況大大改善,改造后的風機基本上4~5個月能保持平穩(wěn)運行,目前的風機幾乎無需專門停機清灰(整個系統(tǒng)的機修周期約4個月左右),其性能也滿足使用要求,系統(tǒng)運轉十分經(jīng)常。
以上2種方法均能降低塵埃在風機運轉過程中積聚在葉輪上(即不停機清灰),雖然加裝置后理論上對風機的性能有一定的影響,但對于上述葉輪直徑2m以上的風機,改造后的實際性能與改造前的性能參數(shù)相差很小,不會影響系統(tǒng)的正常運行,只是電流略有點上升。不停機清灰能減小開停機的各項損失,從而大大提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
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