ＶＡＳ—９０１８高炉鼓风机失效分析、预测及其治理（２）孙熙，于纯让，王金波（东北工学院沈 阳１１０００６）杨启龙，赵国华，吴文汉（鞍钢第一发电厂）２高炉鼓风机入风质量标准高炉鼓 风机叶轮的破坏是源于粉尘对它的磨损，为防止风机失效，必须控制其入风粉尘的浓度和粒度。美 国Ｎ２０９％标准对各种机器应采取的洁净度等级和所需控制粒径作了规定（表６）。国外还提出 了磨损粒径的概念，美国空气过滤公司认为这种粒径大于１０—２０μｍ．而德国ＴＨＨ公司则认 为是８μｍ。在鼓风机内粉尘是在做旋转运动过程中对叶轮造成磨损，不同于尘粒在集成电路板上 沉积造成的危害（为防止这种危害，控制粉尘粒径要小于最小间隙的１／３），也不同于粉尘对活 塞与气缸的磨损。为了探明粉尘在鼓风机内的运动规律和磨损叶片的机理，我院在实验模型内对旋 转流场内的速度分布、粉尘的浓度分布与粒应的分布进行了研究，见图４．５、６。研究结果表明 ：（１）切向速度ｕ随旋转半径的加大而增大，在接近筒壁（但还不是壁而上）时达最大值；（２ ）旋转气流内的粉尘向筒壁集中，筒壁附近粉尘浓度Ｃ超过平均粉尘浓度Ｃｅ近一倍；（３）在同 一断而上，越接近筒壁，粉尘位径越大；（４）在透明的筒壁内部可以看到明显的灰环，它表明在 旋转流场内粉尘不仅向筒壁集中，而且还浓缩到一条螺旋线上，因而使在此螺旋线部位的叶片造成 特别严重的伤害。实验室实验的结果与鼓风机叶片磨损的实际情况基本吻合。Ｐ．Ｗ．Ａｌｅｘｉ ｃｆｆ在模拟实验的基础上，提出了风机叶片磨损量的数学模型：△Ｌ＝Ｋ·Ｔ·Ｓ（Ｖ＿Ｔ／１ ００）￣（３．５）·（∑Ｄ（ｄ／ｄ＿（１０）））￣（１．５）式中：△Ｌ－叶片的磨损量（ ｇ）；Ｋ－叶片的磨损系数；Ｓ－气体中粉尘浓度（ｍｇ／ｍ￣３）；Ｖ＿Ｔ－叶轮的切线速度（ ｍ／ｓ）；ｄ－粉尘粒径（μｍ）；Ｄ－粉尘的粒度分布（％）；Ｔ－叶片运行时间（ｈ）。根据 上述数学模型，实验室实验的结论及对发生的失效风机的事故研究结果，参照国外一些结论和规定 ，制定了高炉鼓风机入风净化的标准。该标准现已被冶金部列入有关规程并已贯彻实行，根据实施 几年来的情况表明，该标准为保护风机，防止磨损，保证生产安全正常进行起到很大作用。３ 净 化系统的改造理想的净化系统应是能确保鼓风机入风质量，并且做到投资少，占地面积少，维护操 作简单。为了达到上述要求，我们在实验室模拟实验和方案比较（见表７）的基础上，设计了由组 合式旋流子，改进型卷绕过滤器和板框式过滤器组成的三级净化系统。三级净化系统布置如图７。 该高炉配用９套三级净化系统。外部大气首先经过组合式旋流子除去大颗粒粉尘后进入卷绕式过滤 器，第三级板框式过滤器用于进一步提高集尘效率，捕集微细粉尘，同时还具有防止卷绕过滤器短 路失效及捕集二次扬尘的功效。每个系统互相独立，并用安全门可与总系统隔离，卷绕滤料和检修 设备时关闭安全门，不仅可防止卷绕或更换滤料时二次飞扬的粉尘进入风机，也保证了工作人员的 安全。该系统采用的组合式旋流子由１８个小型直进旋流组成，类似蜂巢状排列，与单体直进小旋 流比较，大大减轻了安装工作量，并且排列紧凑，减少了无效空间。卷绕式过滤器与原系统所用的 ＲＤ－７０型相比在结构上作了较大改进，增加了设备使用的合理性和可靠性，它的技术性能如下 ：总过滤面积６０ｍ￣２总处理风量６５００ｍ￣３／ｍｉｎ额定风量时滤速１．７４ｍ／ｓ初阻 力８０Ｐａ终阻力３００Ｐａ效率８０％～９０％容尘量２０００ｇ／ｍ￣２该过滤器所采用滤速 依然偏高，这主要是在旧设备上改造，由于地面位置有限，不得已而为之，为了补救，我们又对其 所用滤料进行了改进，开发出一种高效新型滤料，从而基本满足了净化效率的需要。Ｖ型板框式过 滤器，其技术多数为：滤速０．３８ｍ／ｓ初阻力５５Ｐａ终阻力３００Ｐａ容尘量５００ｇ／ｍ ￣２效率９８％该系统自１９８６年８月投入运行至今已近６ａ，运行稳定正常，经实际测试，净 化后空气粉尘浓度小于０．５ｍｇ／ｍ￣３，降低了粉尘对叶片的磨损，有效地保护了鼓风机叶片 ，保证了鼓风机和为之服务的高炉连续多年安全生产，产生了巨大的经济效益。表８为运转半年后 ，由鞍钢劳动卫生研究所主持实测的结果，表９为改造前后鼓风机入风粉尘浓度和粒度的比较。４ 结论４．１由本文可看出故障树分析是分析事故，优化安全措施，预测事故发生的重要方法，本 文对高炉鼓风机失效的分析具有普遍性。４．２ 鼓风机入风粉尘浓度和粒度控制标准是减少鼓风 机因磨损发生失效的重要规程。４．３ 三级净化系统具有系统合理、净化效率高、阻力低、处理 风量占地面积大、维护操作简便、安全可靠等优点，可有效地防止风机由于磨损而产生失效。４． ４ 该系统在离线条件下进行更换滤料和检修设备，不但有效地控制了滤料卷绕和更换时粉尘飞扬 ，而且可以防止高炉逆流时伤害检修人员。４．５ 该系统不仅适用于高炉风机入风净化，而且可 以用于各种需要对空气进行中、高效净化，防止由于粉尘导致设备和产品失效的场所，特别是对于 气候潮湿，不宜使用袋式除尘器的场所亦能很好工作。５ 参考文献｜｜１ＡｌｅｘｉｅｆｆＰＷ ．ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＡｘｉａｌＦａｎＢｌａｄｅ．ｃｏｍｂ ｕｓｔｉｏｎ，１９７９．２许钟麟，空气洁净技术原理．中国建筑工业出版社，１９７８．３许 明镐等译．空气净化技术手册，电子工业出版，１９８５．４王金波等．系统安全工程．东北工学 院出版社，１９９１．５王金波，孙熙．鞍钢ＶＡＳ－９０１８高炉鼓风机入风净化系统的研究， 冶金部高、焦、转炉技术交流会议，１９８９．６冶金工业部，高炉鼓风机吸入空气净化除尘管理 暂行规定，１９８９．７杨启龙．高炉鼓风机的磨损及其防磨措施，辽宁省机械工程学会，１９８ ６．８杨启龙．轴流压缩机叶片磨损规律分析．辽宁省机械工程学会，１９８６．（续完）VAS —9018高炉鼓风机失效分析、预测及其治理（2）@孙熙，于纯让，王金波，杨启龙，赵国华 ，吴文汉$东北工学院，鞍钢第一发电厂１ＡｌｅｘｉｅｆｆＰＷ．ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅ ｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＡｘｉａｌＦａｎＢｌａｄｅ．ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，１９７９．２许 钟麟，空气洁净技术原理．中国建筑工业出版社，１９７８．３许明镐等译．空气净化技术手册， 电子工业出版，１９８５．４王金波等．系统安全工程．东北工学院出版社，１９９１．５王金波 ，孙熙．鞍钢ＶＡＳ－９０１８高炉鼓风机入风净化系统的研究，冶金部高、焦、转炉技术交流会 议，１９８９．６冶金工业部，高炉鼓风机吸入空气净化除尘管理暂行规定，１９８９．７杨启龙 ．高炉鼓风机的磨损及其防磨措施，辽宁省机械工程学会，１９８６．８杨启龙．轴流压缩机叶片 磨损规律分析．辽宁省机械工程学会，１９８６．由于粉尘导致设备和产品失效的场所，特别是对 于气候潮湿，不宜使用袋式除尘器的场所亦能很好工作。５ 参考文献｜｜１ＡｌｅｘｉｅｆｆＰ Ｗ．ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＡｘｉａｌＦａｎＢｌａｄｅ．ｃｏｍ ｂｕｓｔｉｏｎ，１９７９．２许钟麟，空气洁净技术原理．中国建筑工业出版社，１９７８．３ 许明镐等译．空气净化技术手册，电子工业出版，１９８５．４王金波等．系统安全工程．东北工 学院出版社，１９９１．５王金波，孙熙．鞍钢ＶＡＳ－９０１８高炉鼓风机入风净化系统的研究 ，冶金部高、焦、转炉技术交流会议，１９８９．６冶金工业部，高炉鼓风机吸入空气净化除尘管 理暂行规定，１９８９．７杨启龙．高炉鼓风机的磨损及其防磨措施，辽宁省机械工程学会，１９ ８６．８杨启龙．轴流压缩机叶片磨损规律分析．辽宁省机械工程学会，１９８６．（续完）VA S—9018高炉鼓风机失效分析、预测及其治理（2）@孙熙，于纯让，王金波，杨启龙，赵国 华，吴文汉$东北工学院，鞍钢第一发电厂１ＡｌｅｘｉｅｆｆＰＷ．ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤ ｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＡｘｉａｌＦａｎＢｌａｄｅ．ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，１９７９．２ 许钟麟，空气洁净技术原理．中国建筑工业出版社，１９７８．３许明镐等译．空气净化技术手册 ，电子工业出版，１９８５．４王金波等．系统安全工程．东北工学院出版社，１９９１．５王金 波，孙熙．鞍钢ＶＡＳ－９０１８高炉鼓风机入风净化系统的研究，冶金部高、焦、转炉技术交流会议，１９８９．６冶金工业部，高炉鼓风机吸入空气净化除尘管理暂行规定，１９８９．７杨启龙．高炉鼓风机的磨损及其防磨措施，辽宁省机械工程学会，１９８６．８杨启龙．轴流压缩机叶片磨损规律分析．辽宁省机械工程学会，１９８６．
More abstracts about the VAS—9018高炉鼓风机失效分析、预测及其治理（2）