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试析水泥粉磨系统循环风机叶轮的防磨措施

发布时间2016.02.26 新闻来源 浏览次数

 1、水泥粉磨系统的磨损现状分析

通过对水泥的生产过程进行研究分析后发现,在以下几道工序中会出现磨损问题:采掘、破碎、粉磨以及输送,由此极易引起设备上的主要零部件损坏,尤其是干法水泥生产线,磨损情况更加严重,并且很多系统都存在磨损,如石灰石破碎系统、生料粉磨系统、水泥粉磨系统等等。据不完全统计,我国水泥行业因磨损导致的停机时间约占总停机时间的50%-55%左右。由此可见,磨损现已成为影响水泥行业正常生产最为主要的原因之一,当设备磨损后,修复或更换所产生的费用导致水泥生产成本大幅度增加,不利于企业的持续发展。由于水泥生产线上的设备较多,各个设备和系统所起的作用均不相同,故此磨损部位也不相同,按照磨损的机理可具体分为以下几种类型:磨料磨损、腐蚀磨损以及疲劳磨损等。在干法水泥生产线上,生料立磨、煤立磨以及辊压机等设备的磨损多以磨粒和疲劳磨损为主;风机叶轮的磨损则以冲刷磨损为主。为此,必须针对磨损情况,采取有效的防磨措施。

    2、水泥粉磨系统循环风机叶轮的防磨措施

目前,在一些水泥企业的干法水泥生产线上,带辊压机水泥磨循环风机的叶轮磨损是困扰企业的主要问题之一。通过现场调查发现,普通叶轮的使用寿命最长不超过3个月,短则1个月便需要进行修补,粉磨系统循环风机叶轮磨损主要体现在叶片的前中部和墙板根部,如图1所示。为了进一步提高叶轮的使用寿命,必须采取有效的防磨措施。 


    2.1减小粒径

在水泥粉磨系统循环风机运行时,含尘气体从风机入口向出口偏移90°,受尘粒自有动量影响,在尘粒进入流道后,大部分尘粒会向叶片工作面与后盘交界处加速流动,同时也有小部分尘粒向叶片非工作面流动。造成叶片磨损的主要原因在于以下两个方面:一是尘粒对叶片的冲蚀磨损,常见于叶片入口处;二是尘粒在叶片表面运动的磨粒磨损,常见于叶片出口处。为了降低尘粒对叶片造成的磨损现象,可采取降低尘粒质量的方式予以解决。由于尘粒的硬度在生产中无法改变,而尘粒的粒径却可以通过提高辊压机挤压效果等途径进行控制,所以应当每年对辊面大修一次,确保辊面处于良好运行状态,使其保持适当压力,从而达到增加细粉量,减小尘粒粒径的目的。

    2.2降速防磨

在风机满足正常生产条件的情况下,可采取降低风机转速的措施减少磨损。由于风机采用变频调速和入口导叶式调节门对风量、风压、物料细度进行有效调控,在以往操作中,通常将风机的变频器调到35Hz,风门开度为50%-70%,使得风机长时间处于转速较快的运行状态下,加剧了叶轮磨损状况。为此,在充分考虑风机入口调节导叶磨损大、调节不灵活等因素的基础上,可将导叶取消,采取转速调节方式调节细度,不仅可以保证叶轮的风流动顺畅,而且还可以确保转速降低到28Hz,达到节能、减轻磨损的效果。

    2.3叶轮改进

2.3.1粘贴陶瓷片。粘贴陶瓷片法是一种较为成熟的防磨技术。陶瓷片选用耐磨工程陶瓷,主要材料为氧化铝、氮化硅及其复合材料,粘合剂为高强度有机或无机粘合剂,通过将陶瓷片粘附在叶轮表面,使其表面形成耐磨层,从而起到防磨作用。该耐磨层具备良好的耐磨性能,是普通碳钢耐磨性能的百倍以上,并且该耐磨层的质量较轻,可承受160℃以上的高温。此外,粘贴陶瓷法还能够根据叶轮形状大小选择陶瓷片,大幅度提高了处理易磨损部位的针对性和有效性。

2.3.2超耐磨合金件。可在叶片的迎风端及其与底盘的焊接区域采用超耐磨合金件,其不但硬度较高,可达88-89HRA,而且还具备良好的抗弯强度和耐冲击性能,由此能够满足该区域的耐磨要求。

2.3.3可在条件允许的前提下对叶轮的材质进行改进,如采用碳化铬高耐磨复合板进行叶片制作,这样一来便可以叶片的工作面为碳化铬高耐磨复合板,而非普通的耐磨条纹。同时加强版也可以采用该材料。在具体制作的过程中,为防止后盘与叶片入口位置处的磨损情况,并防止叶片非工作面出现凹坑,可将后盘的加强板向内部延伸至另一块叶片的非工作面上,并焊接保护圈。该叶轮在某水泥厂的干法水泥生产线上进行了试应用,叶轮使用4个月左右时,叶片出现了轻微的磨损;使用到6个月左右时,靠近后盘的叶片磨损约2mm,加强板的角焊缝靠近出风口的位置处磨出一个较小的沟槽,前盘的叶片几乎未出现任何磨损情况。如果以这样的磨损程度继续下去,该叶轮最少能够使用1年以上,若是对出现磨损的位置处采取加焊处理,则会进一步延长其使用寿命。

    2.4做好动静平衡试验

根据风机叶轮的动静平衡试验结果,对试验不达标的风机叶轮加配重块。在加配重块过程中,通常采取的是焊接工艺,但是由于耐磨陶瓷片是利用粘合剂粘贴到底盘上,在焊接高温的作用下会严重影响粘贴强度,所以应当采取两次动静平衡试验,消除这一不利影响。第一次动静平衡试验在叶轮机加工完毕后且耐磨层施工前进行,确保风机叶轮达到动平衡试验标准。对不达标的风机叶轮焊接配重块,以避免第二次平衡试验后需要焊接过多的配重块;第二次动静平衡试验在耐磨层施工全部完成后进行,若风机全部粘贴了陶瓷片,且在镶嵌工艺下使用了合金耐磨块,那么应当采取局部降温措施焊接配重块,即将含水的丝织物敷在焊接部位进行降温,用以减少高温对粘合剂产生的影响。

    结论:

综上所述,在水泥干法生产中,粉磨系统循环风机的叶轮磨损是较为常见的问题之一,该问题的存在极不利于水泥企业经济效益的提高。为此,必须针对磨损情况,采取有效的防磨措施,以此来延长叶轮的使用寿命,这样既可以减少修复叶轮磨损的费用,又能保证生产的有序进行。
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