張仲勛， 李 嚴(yán)
（大冶特殊鋼有限公司， 湖北 黃石 435000）
摘 要：針對大冶特鋼 220 m2 主抽風(fēng)機(jī)存在頻繁喘振、工況參數(shù)異常等問題，分析其喘振原因為主煙道設(shè)計缺陷，煙氣治理煙道與燒結(jié)煙道負(fù)壓不匹配，燒結(jié)生產(chǎn)操作存在缺陷等，并針對性采取了優(yōu)化煙道設(shè)計、嚴(yán)格控制煙道壓差、減少人為誤操作等改進(jìn)措施。設(shè)備改進(jìn)后，工況條件下峰值電流有所上升，平均工況風(fēng)量分別提升了18.5%和 19.9%，喘振次數(shù)頻次明顯減少，有效提升了燒結(jié)機(jī)的穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)喘振；負(fù)壓匹配；峰值電流
燒結(jié)脫硫主要通過主抽風(fēng)機(jī)引出煙氣，經(jīng)脫硫裝置再進(jìn)入主煙囪。因此主抽風(fēng)機(jī)及管路系統(tǒng)的設(shè)計就顯得至關(guān)重要，而主抽風(fēng)機(jī)喘振是影響燒結(jié)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素之一。以大冶特殊鋼有限公司 220 m2 燒結(jié)機(jī)為例，該廠通過優(yōu)化煙道設(shè)計、加裝均壓管道、控制壓差等方式進(jìn)行改進(jìn)，有效避免了風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象，具有一定的借鑒意義。
1 現(xiàn)場概況
大冶特殊鋼有限公司于 2020 年 8 月 10 日新投產(chǎn) 220 m2 燒結(jié)機(jī)，每臺燒結(jié)機(jī)設(shè)置有 20 個風(fēng)箱，沿臺車寬度方向分兩側(cè)抽風(fēng)。煙氣從主抽風(fēng)機(jī)排出后依次進(jìn)入一、二、三級脫硫塔和布袋除塵器，再經(jīng)脫硫風(fēng)機(jī)后從煙囪排出。其處理流程如圖 1 所示。
熱負(fù)荷試車后持續(xù)試生產(chǎn)半個月再開始提產(chǎn)，但發(fā)現(xiàn)主抽風(fēng)機(jī)有喘振現(xiàn)象，且兩臺主抽風(fēng)機(jī)的實時電流、負(fù)壓、風(fēng)量等工況參數(shù)均出現(xiàn)交替波動，風(fēng)機(jī)和煙道內(nèi)存在異常響動和間歇性振動，直接影響著設(shè)備的安全運行，是不可忽視的重大隱患。因此，有必要對主抽風(fēng)機(jī)喘振原因進(jìn)行分析，并針對性采取改進(jìn)措施，以保證設(shè)備可靠運行。
2 原因分析
風(fēng)機(jī)喘振的原因主要是氣流不暢及氣流與傳動引起共振所致，就 220 m2 燒結(jié)機(jī)而言，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)喘振主要有三個方面：主煙道設(shè)計不太合理；煙氣治理煙道與燒結(jié)煙道負(fù)壓匹配參數(shù)不一致；燒結(jié)生產(chǎn)操作存在問題。
2.1 煙道設(shè)計缺陷
主煙道設(shè)計不太合理。2 號主抽風(fēng)機(jī)比 1 號主抽風(fēng)機(jī)煙氣管道長，且多一個彎頭，而 1 號主煙氣管又以小于 45°角與 2 號主煙氣管合并，這樣就導(dǎo)致了氣流不暢。而要保證兩個煙氣壓力一致，2 號主抽風(fēng)機(jī)必須比 1 號主抽風(fēng)機(jī)出力更多一點（2 號電機(jī)頻率高 0.5 Hz），對生產(chǎn)控制要求也更高。生產(chǎn)時當(dāng)1 號煙氣壓力大時，2 號煙氣被憋住引起喘振；當(dāng) 2號煙氣壓力大時，1 號煙氣被憋住引起喘振。
2.2 煙道負(fù)壓不匹配
脫硫系統(tǒng)煙道與燒結(jié)煙道負(fù)壓匹配參數(shù)不一 致，正常生產(chǎn)時兩氣流間僅需 500 Pa 左右的壓差， 而實際上一直控制在 1 200~1 400 Pa，其原因是脫硫系統(tǒng)為保證循環(huán)流化床不塌，就要有一定的回補(bǔ)風(fēng)量，而在工藝上保證回風(fēng)量的方法是提高增壓風(fēng)機(jī)的頻率，這樣就導(dǎo)致了燒結(jié)與脫硫煙道結(jié)合部壓差較大，當(dāng)燒結(jié)煙氣量波動且相對較小時，壓差隨之增加使得煙道內(nèi)形成拉風(fēng)，引起喘振。
2.3 燒結(jié)生產(chǎn)操作問題
試生產(chǎn)過程中停機(jī)較頻繁，混合料頭水分不好控制，布料厚薄不一致以及料層阻力變化都會導(dǎo)致煙氣流量改變而發(fā)生喘振。本周二早班沒有停機(jī)，生產(chǎn)正常無喘振；周三早班停機(jī)二次，引起一次喘振；周四早班停機(jī)六次，引起三次喘振。
配料除塵灰倉下料不穩(wěn)定（設(shè)定 12 t，下料最多為 20 余 t，下料最少不足 3 t），使得混合料水分波動大，料層壓差變化大，風(fēng)量減小，從而引起喘振。
布料操作不當(dāng)，中控與看火工配合不好時，布料高度波動和平料板積料多少都會帶來料層阻力的變化，從而引起風(fēng)量變化而導(dǎo)致喘振。
3 改進(jìn)措施
3.1 改進(jìn)煙道設(shè)計
將兩個煙道同時進(jìn)入一個主煙道，也就是兩個煙道呈三角形布置，可以減少風(fēng)機(jī)喘振頻次。在燒結(jié)機(jī)兩個主煙道上安裝一個或兩個直徑為 0.6~1.0 m的均壓管道，使兩個煙道的壓力一致，可以控制主抽風(fēng)機(jī)喘振。
3.2 嚴(yán)格控制煙道壓差
脫硫系統(tǒng)煙道與燒結(jié)煙道之間的壓差嚴(yán)格控制在 300~600 Pa，以微負(fù)壓組織生產(chǎn)。燒結(jié)料層的阻力變化主要是阻力增加，當(dāng)壓差變大時，兩煙氣的壓力也會增加，在微負(fù)壓條件下，對壓差改變的承受能力增加，可減少風(fēng)機(jī)喘振頻次。為防止脫硫系統(tǒng)塌床事故，保證回風(fēng)有一定的風(fēng)量，可以在自動控制系統(tǒng)里面調(diào)整回風(fēng)閥門的開度，使燒結(jié)煙道與脫硫煙道之間的微負(fù)壓達(dá) 0.6 kPa。
3.3 減少人為誤操作
為保證生產(chǎn)的持續(xù)性，盡可能減少崗位人員對皮帶機(jī)事故拉繩的誤動引起的停機(jī)，從而有效減少混合料水分的波動，保證料層透氣性穩(wěn)定，達(dá)到燒結(jié)煙氣量穩(wěn)定，這樣可以控制喘振。此外，還要加強(qiáng)崗位生產(chǎn)操作培訓(xùn)，特別是要提高布料水平，減少布料厚度的波動，達(dá)到料層阻力穩(wěn)定，以此控制喘振。
此外，對除塵灰倉給料設(shè)備進(jìn)行處理（包括生石灰倉給料設(shè)備），有利于混合料水分的穩(wěn)定，為料層阻力穩(wěn)定創(chuàng)造條件，也可以有效控制喘振。
4 改進(jìn)效果檢驗
設(shè)備改進(jìn)后，在現(xiàn)場進(jìn)行了為期一周的工業(yè)性試驗，改進(jìn)前后數(shù)據(jù)對比如表 1 所示。
由上表數(shù)據(jù)可以看出，設(shè)備改進(jìn)后，峰值電流有所上升，平均工況風(fēng)量分別提升了 18.5%和 19.9%，入口負(fù)壓無明顯變化，喘振次數(shù)頻次明顯減少。
5 結(jié)論
大冶特鋼 220 m2 主抽風(fēng)機(jī)由于主煙道設(shè)計不太合理，煙氣治理煙道與燒結(jié)煙道負(fù)壓不匹配，燒結(jié)生產(chǎn)操作存在缺陷，造成主抽風(fēng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)喘振。采取改進(jìn)措施后，設(shè)備工況條件下峰值電流有所上升，平均工況風(fēng)量分別提升了 18.5%和 19.9%，入口負(fù)壓無明顯變化，喘振次數(shù)頻次也明顯減少，說明改進(jìn)措施有效避免了主抽風(fēng)機(jī)的喘振現(xiàn)象，有效提升了燒結(jié)機(jī)的穩(wěn)定性。
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