王玉順

（河北冶金建設(shè)集團有限公司，河北邯鄲 056003）

高爐鼓風機設(shè)備的安裝

王玉順

（河北冶金建設(shè)集團有限公司，河北邯鄲 056003）

在冶金高爐系統(tǒng)設(shè)備安裝過程中，鼓風機設(shè)備因其安裝精度要求較高，且現(xiàn)場散件組裝較多而成為一大安裝難點，往往由于安裝質(zhì)量問題造成設(shè)備故障。本文以大型高爐鼓風機站工程為背景，著重敘述高爐鼓風機設(shè)備安裝過程中，增速機、壓縮機、電機安裝的幾個關(guān)鍵點、難點及注意事項，為高爐鼓風機設(shè)備的安裝與安全運行提供參考。

高爐；鼓風機；安全運行

1 高爐鼓風機的發(fā)展概述

高爐是用于冶煉以生產(chǎn)工業(yè)金屬（通常為鐵，也可為鉛或銅）的冶金爐類型。在高爐中，燃料、礦石和助熔劑（石灰石）通過爐的頂部連續(xù)供應(yīng)，而熱空氣鼓風，有時具有富氧氣體，通過一系列管道被吹入爐的下部風口，使得當材料向下移動時在整個爐子中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。最終產(chǎn)品通常是從底部排出的熔融金屬和爐渣相，以及從爐頂排出的煙道氣。高爐鼓風機是能將一部分大氣匯集起來，并通過加壓提高空氣壓力形成具有一定壓力和流量的高爐鼓風，再根據(jù)高爐爐況的需要進行風壓、風量調(diào)節(jié)后將其輸送至高爐的一種動力機械。大量的風扇增加了旋轉(zhuǎn)葉輪空氣流的速度和體積。高爐鼓風機使用葉輪的動能來增加空氣流的體積，這又使他們抵抗由管道、阻尼器和其他部件引起的阻力。高爐鼓風機徑向移動空氣，改變氣流的方向（通常為90°）。他們堅固、安靜、可靠，能夠在各種條件下工作。高爐鼓風機是恒定排量裝置或恒定體積裝置，這意味著在恒定風扇速度下，高爐鼓風機將移動相對恒定體積的空氣而不是恒定質(zhì)量。這意味著系統(tǒng)中的空氣速度是固定的。高爐鼓風機不是正位移裝置。高爐鼓風機是迄今為止在高爐工業(yè)中使用的最普遍的風扇類型，他們通常比軸流式風扇便宜，結(jié)構(gòu)簡單，他們還可以用于運輸氣體或材料以及建筑物的通風系統(tǒng)。他們也非常適合工業(yè)過程和空氣污染控制系統(tǒng)。高爐鼓風機是由圍繞輪轂安裝的多個風扇葉片組成的鼓形，輪轂打開安裝在風扇殼體中的軸承中的驅(qū)動軸，氣體從風扇葉輪的側(cè)面進入，旋轉(zhuǎn)90°，并且當他流過風扇葉片并離開風扇外殼時由于離心力而加速。

2 高爐鼓風機關(guān)鍵設(shè)備的安裝

2.1 增速機及應(yīng)用

正常情況下，4臺潤滑油泵及1臺緊急油泵均設(shè)置為“自動”控制方式。PLC自動統(tǒng)計每臺潤滑油泵的運行時間和啟動次數(shù)，并根據(jù)運行時間或啟動次數(shù)自動輪換工作、備用油泵，實現(xiàn)4臺油泵互為備用的功能，并且當工作方式自動切換時，自動發(fā)出信號。增速機具有短路轉(zhuǎn)子線圈，其中通過增速建立和維持電流。這要求轉(zhuǎn)子以不同于同步速度旋轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)子線圈經(jīng)受由定子線圈產(chǎn)生變化的磁場。增速機是異步電機，增速消除了對電刷的需要，其通常是電機中的薄弱部分。金屬圓筒將用作轉(zhuǎn)子，但為了提高效率，通常使用鼠籠式轉(zhuǎn)子或具有閉合繞組的轉(zhuǎn)子。異步增速機的速度將隨著負載的增加而減小，因為定子和轉(zhuǎn)子之間的較大的速度差對于建立足夠的轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子磁場是必要的?？梢灾圃飚惒皆鏊贆C，使得他們在連接到AC電網(wǎng)的情況下啟動和運行而沒有任何控制手段，但啟動轉(zhuǎn)矩低［1］。

2.2 壓縮機及應(yīng)用

系統(tǒng)中使用的壓縮機通常為密封的、開放的或半密封的，以壓縮機和馬達驅(qū)動器相對于被壓縮的氣體或蒸汽的位置。在密封和大多數(shù)半封閉式壓縮機中，驅(qū)動壓縮機的壓縮機和電動機是集成的，并且在系統(tǒng)的加壓氣體包絡(luò)內(nèi)操作。電動機設(shè)計成在被壓縮的制冷劑氣體中工作并由其冷卻。密封和半密封之間的區(qū)別是，密封使用一體式焊接鋼外殼，不能打開進行維修；如果密封失效，其只是被整個新的單位取代。半密封使用帶有墊圈蓋的大型鑄造金屬外殼，可以打開以更換電機和泵組件。密封和半密封的主要優(yōu)點是沒有用于氣體泄漏出系統(tǒng)的路徑。開式壓縮機依靠軸密封件來保持內(nèi)部壓力，并且這些密封件需要潤滑劑如油以保持其密封性能。諸如汽車空調(diào)的開放式加壓系統(tǒng)可能更容易泄漏其工作氣體。開放系統(tǒng)依靠系統(tǒng)中的潤滑劑在泵部件和密封件上噴濺。如果操作不夠頻繁，則密封件上的潤滑劑緩慢蒸發(fā)，然后密封件開始泄漏，直到系統(tǒng)不再起作用且必須再充電。相比之下，密封系統(tǒng)可以閑置多年，并且通?？梢栽谌魏螘r間再次啟動，而不需要維護或經(jīng)歷系統(tǒng)壓力的任何損失。密封式壓縮機的缺點是電動機驅(qū)動器不能被修理或維護，并且如果電動機失效，則必須更換整個壓縮機。另一個缺點是燒壞的繞組可能污染整個系統(tǒng)，從而需要將系統(tǒng)完全抽空并更換氣體。通常，密封壓縮機用于低成本的工廠組裝的消費品中，其修理的成本與裝置的價值比較高，并且僅購買新裝置將更經(jīng)濟［2］。

2.3 高速電機及應(yīng)用

高速電動機將電能轉(zhuǎn)換為機械能，大多數(shù)電動機通過相互作用的磁場和載流導(dǎo)體工作以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力。電動機和發(fā)電機具有許多相似之處，并且許多類型的電動機可以作為發(fā)電機運行。高速電動機在諸如工業(yè)風扇、鼓風機和泵、機床、家用電器、電動工具和盤驅(qū)動器中的應(yīng)用較多，他們可由直流電或通過交流電供電，可分為：AC電動機和DC電動機。交流電機將交流電轉(zhuǎn)換為機械能，通常由2個基本部分組成：外部固定定子，其具有供應(yīng)有交流電以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的線圈；附接到輸出軸的內(nèi)部轉(zhuǎn)子，其通過旋轉(zhuǎn)場給予扭矩。兩種主要類型的交流電動機的區(qū)別在于所使用的轉(zhuǎn)子類型。感應(yīng)（異步）電動機，轉(zhuǎn)子磁場由感應(yīng)電流產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子必須轉(zhuǎn)動得比定子磁場稍慢（或更快），以提供感應(yīng)電流。有3種類型的感應(yīng)電動機轉(zhuǎn)子，即鼠籠式轉(zhuǎn)子、繞線轉(zhuǎn)子和實心鐵心轉(zhuǎn)子。同步電機不依賴于感應(yīng)，因此可以精確地在供電頻率中多重旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的磁場由通過滑環(huán)（勵磁機）或由永磁體傳遞的直流電產(chǎn)生。有刷直流電機通過使用內(nèi)部換向，固定永磁體和旋轉(zhuǎn)電磁鐵直接從直流電源產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電刷和彈簧將電流從換向器傳送到電動機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)線繞組。無刷直流電動機在轉(zhuǎn)子中使用旋轉(zhuǎn)永磁體，并且在電動機殼體上使用固定電磁體。電機控制器將直流轉(zhuǎn)換為交流。這種設(shè)計比有刷電機更簡單，因為其消除了將動力從電動機外部傳遞到紡紗轉(zhuǎn)子的復(fù)雜性，無刷同步直流電動機的一個實例是可將整圈旋轉(zhuǎn)分成大量步進的步進電動機。

3 高爐鼓風機安裝的故障分析與解決方案

高爐鼓風機是高爐最重要的動力設(shè)備，不但直接提供高爐冶煉所需的氧氣，而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動力。高爐冶煉要求鼓風機能供給一定量的空氣，以保證燃燒一定的碳；其所需風量的大小不僅與爐容成正比，而且與高爐強化程度有關(guān)，一般按單位爐容2.1～2.5m3/min的風量配備。但實際上不少高爐考慮到生產(chǎn)的發(fā)展，配備的風機能力都大于這一比例，因此一般采用入口風門、出口放風閥進行風量、風壓控制。

鼓風機在運行過程中可能會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，即當負荷低于某一定值時，對高爐的正常供風遭到了破壞，熱風的排出量時多時少、忽進忽出，發(fā)生強烈的振蕩，并發(fā)出如同哮喘病人“喘氣”的噪聲。此時熱風送風出口的壓力表、流量表指示大幅度波動。鼓風機的機身也會隨之劇烈振動，并帶動出口管道、廠房振動，汽輪機發(fā)出周期性間斷的吼響聲。這就是所說的風機喘振，也叫飛動。風機喘振是安全運行最大的威脅。

提高風機出力、減少喘振的措施主要有改造現(xiàn)有鼓風機本身的性能，如改變驅(qū)動力，增大其功率，使風量、風壓增加；提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，使風量風壓增加；改變風機葉片尺寸，葉片加寬和改變其角度，均可改變風量；改變吸風參數(shù)，改變吸風口的溫度和壓力，如噴水降溫，設(shè)置前后加壓機，均可提高風機的出力。

［1］王建剛.高爐鼓風機的檢修與維護［A］//中國金屬學(xué)會青年學(xué)術(shù)年會論文集，2006.

［2］陳玉俊，張云霞.高爐鼓風機快速撥風控制系統(tǒng)的應(yīng)用與改進［A］//全國冶金自動化信息網(wǎng)2012年年會論文集，2012.

Installation of Blast Furnace Blower

Wang Yushun

（Hebei Metallurgical Construction Group Co.Ltd.，Handan Hebei 056003）

In the metallurgical blast furnace system equipment installation process,because of its high installation precision and more parts assembly site,the blower equipment becomes a big installment difficulty,so often cause the equipment breakdown because of installs quality problems.Based on the large blast furnace blower station project as the background,this paper focused on the key points,difficulties and matters needing attention in the installation of the speed increasing machine,compressor and motor in the installation process of the blast furnace blower,to provide reference for the safe operation of equipment and installation of blast furnace blower.

blast furnace；blower；safe operation

TF57

A

1003-5168（2017）02-0077-02

2017-01-17

王玉順（1972-），男，大專，助理工程師，研究方向：冶金機械。