风机是用于输送气体的机械,其应用广泛,但在如电力、冶金、水泥、木材加工、烟草等工业生产过程中,由于环境所限或工艺过程需要,所输送的气体中含尘量往往较高甚至很高,风机使用一段不长时间后,就会产生振动,严重影响企业的正常生产。对现场风机进行检查后发现,叶轮内部积聚有程度不同尘埃(称为“积灰”),有些位置因风机旋转时所产生的离心力超出尘埃与叶轮表面、尘埃之间的结合力而脱落,从而使叶轮失去了原有的平衡导致产生风机的振动,当机组振动达到一定限值,会造成轴承或叶轮等旋转部件的损坏,严重时会造成叶轮飞裂(俗称“飞车”)事故而被迫停机,严重影响机组的安全生产。1 造成积灰的主要原因
风机叶轮内积灰的产生和积灰的粘附强度受到许多因素的影响,归纳起来主要有以下几点:
1)含尘气体的含尘浓度:一般含尘气体在进入风机前都装有除尘器,除尘器的除尘效果好坏直接影响进入风机中气体的含尘浓度,通常情况下,气体中的含尘浓度越大,粉尘在叶轮表面的吸附量相应也会增多(有个别用户把除尘器放在风机之后,风机叶轮的积灰会更加严重)。
2)含尘气体的湿度:进入风机中含尘气体的湿度越大,粉尘在叶轮上的积聚的速度就会加快,特别是气体中带有水滴,由于水存在的亲和力使粉尘的附着力增加,因而加快了风机的叶轮积灰。
3)叶轮的材料表面粗糙度,表面粗糙度越大,叶轮的积灰速度越快且积灰程度越严重。
4)所输送的气体中含有粘性较大的介质。如含树脂的木屑,积聚速度很快且程度也非常严重。
其它对叶轮产生积灰的影响因素还有很多,如叶轮型线、二次流、磁力、静电等。
2 延缓或消除叶轮积灰的对策和办法
采用高效除尘器,提高除尘器的除尘效率,降低进入风机内部气体中的含尘量;以及加强运行控制、改用其它形状叶轮型线的风机、改变叶轮的结构形状等手段都可以解决或延缓叶轮的积灰问题。但对于实际的工程现场,这些措施在实施中存在较大的困难,如除尘器的空间尺寸不同、场地的空间限制、改造资金缺乏等客观条件制约,而风机的改型会受到系统参数需求的约束,这些方法在现场往往是难以实施的;采取怎样的措施或方法来延缓或解决风机叶轮表面尘埃的积聚,是我们风机工作者经常要面对的现实问题。下面介绍一下我在处理现场实际积灰时,经过多次实践和改进,实际证明是延缓或消除风机叶轮积灰行之有效的几种处理方法。
方法一:采用气流连续吹扫方法消除叶轮的积灰。
气流连续吹扫装置的示意图如图1所示。一端设有喷嘴的高压气管固定于风机的静止件(如进风口)上,高压气体经过气管上的喷嘴以相当高的速度喷射到叶轮的叶片、轮盖、轮盘等表面上,将粘附在叶轮上的积灰吹掉,防止其不断加厚,叶轮转动一圈,各部位就被依次吹扫一遍,通过这样连续吹扫以达到清除积灰的目的。清除叶片上的积灰,在高压气管上需安装2~4个喷嘴,清除轮盖、轮盘上积灰的喷嘴数量视叶轮尺寸大小而定。喷嘴的安装角度(对于清除叶片积灰的喷嘴即为喷嘴中心线与叶片之间的夹角)保持在76°~82°之间,喷嘴端部与被清的积灰表面距离设置为15mm~30mm时效果最佳。
此方法的特点是利用风机压头吸取机外自然空气对叶轮进行吹扫,风机的改动量不大,投资费用较低。此装置主要适用于24小时不间断的工况,如发电厂锅炉引风机。我公司用于浙江某热电厂的一台锅炉引风机Y75-1ANo.20D,原叶片积灰比较严重,几乎每周要停机清灰1次,于2010年3月采用了此喷嘴吹扫装置后,风机叶片积灰明显减小,清灰效果很明显,基本上无需停机清灰,使机组达到了长期平稳运行。
方法二:在风机叶轮上加装附加叶片。
在现场处理风机积灰时,在很多情况下,都是在靠近轮盘的叶片非工作面上产生积灰。通过实践试验,在叶轮叶片非工作面侧轮盘进口位置上加装一个附加叶片(如图2所示),能有效阻止叶轮积灰的产生。
由于在叶片进口侧的轮盘上加装了附加叶片,使风机的叶片与附加叶片之间形成一风道,在附加叶片的作用下部分气流吹向叶片的非工作面,将原可能会粘附到叶片上的积灰改变流动方向,使叶片非工作面的积灰得以减少。同时,由于这部分气流的作用,改变了靠近叶片的非工作面的气流分离状态,避免了在此区域产生的二次气流,改变了粉尘颗粒在叶片非工作面上的吸附状态,使叶轮的积灰情况得到改善。
此方法的优点是结构简单,在现场改进很方便,且改造成本低,特别适宜清除叶片上积灰比较严重的情况。本公司用于昆明某企业的NF103-25D风机,改造前积灰非常严重,原来平均每天要停机清灰1~2次,经过增加此风道式吹风结构的改造后,叶轮的积灰情况大大改善,改造后的风机基本上4~5个月能保持平稳运行,目前的风机几乎无需专门停机清灰(整个系统的机修周期约4个月左右),其性能也满足使用要求,系统运转十分经常。
以上2种方法均能降低尘埃在风机运转过程中积聚在叶轮上(即不停机清灰),虽然加装置后理论上对风机的性能有一定的影响,但对于上述叶轮直径2m以上的风机,改造后的实际性能与改造前的性能参数相差很小,不会影响系统的正常运行,只是电流略有点上升。不停机清灰能减小开停机的各项损失,从而大大提高企业经济效益.
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