魏英豪，侯長(zhǎng)波,馬金龍

（首鋼遷鋼有限公司動(dòng)力作業(yè)部，河北遷安 064400）

1 概述

首鋼遷鋼公司現(xiàn)有三座高爐，分別是一號(hào)高爐（2560m3）二號(hào)高爐（2560m3）三號(hào)高爐（4000m3），動(dòng)力作業(yè)部目前有四臺(tái)高爐鼓風(fēng)機(jī)，3#風(fēng)機(jī)為公共備用機(jī)組，它是瑞士蘇爾壽SULZER有限公司（以下簡(jiǎn)稱蘇爾壽）1980年生產(chǎn)的，至今已運(yùn)行三十多年，機(jī)組老化，動(dòng)靜葉片磨損。3#風(fēng)機(jī)概況:全靜葉可調(diào)式軸流壓縮機(jī)，電機(jī)拖動(dòng)，變頻啟動(dòng)，PLC控制，靜葉角度調(diào)節(jié)范圍是42～79°。

各機(jī)組性能參數(shù)如表1所示。

表1 各機(jī)組性能參數(shù)

2 風(fēng)機(jī)改造方案的提出

2.1面臨的問題

一是三號(hào)風(fēng)機(jī)是上世紀(jì)八十年代瑞士蘇爾壽設(shè)備，對(duì)其改造本身就是對(duì)國(guó)內(nèi)鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)成熟程度的一次考驗(yàn)，沒有成功的案例可以借鑒，存在失敗的風(fēng)險(xiǎn)。二是現(xiàn)有的輔助設(shè)備、管路等需要同步的改進(jìn)和完善。三是機(jī)械結(jié)構(gòu)完成后，需要對(duì)電氣及自動(dòng)化系統(tǒng)同步升級(jí)改造，保證機(jī)組啟動(dòng)時(shí)并網(wǎng)成功。

2.2 改造方案的提出

由于三高爐的參數(shù)要求及當(dāng)?shù)貧庀髼l件對(duì)高爐鼓風(fēng)機(jī)提出的參數(shù)要求見表2。

從表1、2中可以看出，遷鋼動(dòng)力作業(yè)部3#高爐鼓風(fēng)機(jī)已經(jīng)不能滿足給三高爐正常生產(chǎn)的要求，且設(shè)備已經(jīng)運(yùn)行了近20年，設(shè)備嚴(yán)重老化，能耗高，運(yùn)行不安全，為了保證高爐生產(chǎn)，遷鋼公司決定與陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司（以下簡(jiǎn)稱陜鼓集團(tuán)）合作，對(duì)3#高爐鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行擴(kuò)容改造。

鑒于高爐在鼓風(fēng)機(jī)改造過程中無備用機(jī)組，而且要求時(shí)間短、投資省，經(jīng)過與鼓風(fēng)機(jī)廠家認(rèn)真研究與論證，提出了以下改造方案：

（1）鼓風(fēng)機(jī)主體改造為AV100-17鼓風(fēng)機(jī)，使出口壓力增大5%～15%；

（2）原AV100-19鼓風(fēng)機(jī)供油系統(tǒng)及電氣、儀表系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造；

（3）原AV100-19鼓風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)不改動(dòng)；

表23#高爐及當(dāng)?shù)貧庀髼l件對(duì)高爐鼓風(fēng)機(jī)提出的參數(shù)要求

（4）原AV100-19鼓風(fēng)機(jī)主電機(jī)36MW不改動(dòng)；

（5）原AV100-19鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)、送風(fēng)管道和閥門不改動(dòng)。

3 風(fēng)機(jī)改造方案的實(shí)施

3.1 主體設(shè)備的改造

全靜葉可調(diào)軸流壓縮機(jī)本體主要由機(jī)殼、進(jìn)氣室、葉片承缸、調(diào)節(jié)缸、轉(zhuǎn)子、葉片、密封套、進(jìn)口圈、擴(kuò)壓器、軸承及軸承箱等構(gòu)成。本次擴(kuò)容改造主要是對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)械部分進(jìn)行改型，更換了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、靜葉承缸、調(diào)節(jié)缸、進(jìn)口圈和擴(kuò)壓器，轉(zhuǎn)子由19級(jí)減少到17級(jí)，并在葉片長(zhǎng)度上有所增長(zhǎng)。本次改造所有葉片均采用進(jìn)口材料X20Cr13鍛件銑制而成，并采用三元流設(shè)計(jì)，前三級(jí)采用Ni-P防腐蝕鍍層，前面2～3級(jí)采用50%或60%反動(dòng)度葉片，最后兩級(jí)采用90%反動(dòng)度葉片，其余級(jí)采用80%反動(dòng)度葉片。擴(kuò)壓器采用鑄鐵鑄造，并選用新型的直線型結(jié)構(gòu)型式，與原曲線型擴(kuò)壓器比較，可使軸流壓縮機(jī)整機(jī)效率進(jìn)一步提高。靜葉啟動(dòng)角度由14°改為20°，釋放角度由 42°改為 36°，最大角度由 79°改為 86°。

實(shí)踐證明，3#風(fēng)機(jī)改造后的風(fēng)壓可達(dá) 0.48 MPa，風(fēng)量可以滿足三高爐正常生產(chǎn)的需要。機(jī)組充分利用了全靜葉可調(diào)機(jī)靜葉可調(diào)的特點(diǎn)，最大限度的優(yōu)化出一套合理的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，滿足了高爐對(duì)冷風(fēng)的需要，實(shí)現(xiàn)了為三高爐正常生產(chǎn)供風(fēng)的目的。

表33#風(fēng)機(jī)節(jié)能改造后與4#風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)比較

3#風(fēng)機(jī)節(jié)能改造后與4#風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)見表3。

如表3所示：改造后的三號(hào)風(fēng)機(jī)與原四號(hào)機(jī)比較，效率提高，節(jié)能降耗作用明顯。由理論計(jì)算驗(yàn)證得，在此工況下，給三高爐供風(fēng)的風(fēng)機(jī)有效功率為24134kW，鼓風(fēng)機(jī)綜合效率為85.2%，4#鼓風(fēng)機(jī)綜合效率為81.8%，綜合效率提高3.4%。

3.2 系統(tǒng)配套設(shè)備的改造

在高爐鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，為了保證機(jī)組的安全可靠運(yùn)行，系統(tǒng)的配套設(shè)備也起著非常重要的作用。其中，包括潤(rùn)滑系統(tǒng)和自控系統(tǒng)，以及其他重要的儀表及閥門，必須在技術(shù)和質(zhì)量上給機(jī)組的安全運(yùn)行提供保證。系統(tǒng)改造前后情況見表4。

防喘振調(diào)節(jié)系統(tǒng)是軸流鼓風(fēng)機(jī)非常重要的一個(gè)機(jī)組安全保障系統(tǒng)。在高爐及風(fēng)機(jī)的意外情況出現(xiàn)時(shí)（如氣阻、逆流、超速等）有可能引起風(fēng)機(jī)在小流量、背壓高（即超出曲線之外）運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)引起風(fēng)機(jī)的強(qiáng)烈振動(dòng)，風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振，因此，性能曲線的安全余量設(shè)定在7%左右，為風(fēng)機(jī)提供了有效的防喘振保證。

表4 系統(tǒng)改造前后油壓情況 MPa

備注：潤(rùn)滑油系統(tǒng)和動(dòng)力油系統(tǒng)蓄能器壓力分別為 5.5 MPa 和 4.5 MPa。

3.3 改造安裝工期

從設(shè)備拆除至風(fēng)機(jī)安裝調(diào)試投運(yùn)實(shí)際施工工期僅為一個(gè)月，試車成功后，安全穩(wěn)定運(yùn)行至今。

此方案大大縮短了設(shè)備的安裝改造周期。

4 結(jié)論

本次改造有以下特點(diǎn)：

1）設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)單，施工方便，簡(jiǎn)單易行，施工工期短。

2)無需重復(fù)建設(shè)，降低投資費(fèi)用。

3）投資少，見效快。

可見，這種針對(duì)生產(chǎn)需要進(jìn)行的大型高爐鼓風(fēng)機(jī)擴(kuò)容改造不僅提高了綜合利用效率，節(jié)能效果顯著，而且在滿足高爐生產(chǎn)的同時(shí)，為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，也為冶金行業(yè)的大型鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)改造項(xiàng)目提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。