汪春蕾

(山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司型鋼廠，山東271104)

山鋼集團萊蕪分公司型鋼廠鼓風機為陜鼓生產(chǎn)的AV100—18全靜葉可調(diào)軸流鼓風機。電動風機正式投運以來，在運行中出現(xiàn)了多種問題：電動放風閥閥門動作延遲12次；氣動防喘閥卡澀不動作平均一個月3次；潤滑油泵振動大(最高為0.087 mm)；潤滑油壓不穩(wěn)定；電動風機開機切換困難；嚴重影響了電動風機的安全穩(wěn)定順行。

電動風機出現(xiàn)的各種故障主要存在于電動機的潤滑油系統(tǒng)、供風系統(tǒng)和電器系統(tǒng)上。本文從潤滑油系統(tǒng)、供風系統(tǒng)進行系統(tǒng)梳理和研究。

1 供風系統(tǒng)

型鋼廠鼓風機供風系統(tǒng)存在的問題是防喘閥工作不穩(wěn)定。先后多次出現(xiàn)防喘閥執(zhí)行器銅管斷裂、防喘閥閥位波動等問題。防喘閥執(zhí)行器故障及閥位波動將導致風機喘振。喘振是風機性能與管道裝置耦合震蕩特性的一種表現(xiàn)形式。一般風機的P-Q曲線左半部分會有一馬鞍形的區(qū)域，如圖1所示。

當風機在運行過程中，負荷下降至低于點QK時，風機會進入不穩(wěn)定工作區(qū)域。當風機的流量大于管路的流量(QK≥QG)時，管路的工作點會向右移動到達A點。當管路壓力PA超過風機輸送的最大壓力時，風機的工作點改變到B點，此時，A點和B點壓力相等，風機抵抗管路壓力而產(chǎn)生壓力做功。此時，風機當中的氣體向兩個方向輸送，一個供給負載，另一個供給風機。但是由于風機的流量小于管路的流量(QC≤QD)，管路當中的壓力下降至E點。風機的壓頭工作點瞬間跳回到F點(E點和F點壓力相等)[5]。

圖1 鼓風機性能曲線Figure 1 Property curves of blower

2 防喘閥的改進

2.1 優(yōu)化防喘閥執(zhí)行器構(gòu)造

型鋼廠鼓風機運行期間，為了滿足要求需要經(jīng)常進行調(diào)整，兩個氣動防喘振閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當風機進入不穩(wěn)定工作區(qū)時，有程序自動控制將防喘振閥打開到一定開度，保障風機運行安全[1-3]。為了保證防喘振閥能夠在風機發(fā)生危險時快速、可靠打開，一般不使用防喘振閥對機組負荷進行調(diào)整，避免長期處于開啟狀態(tài)，氣流對管道的沖擊造成的振動對防振閥造成損壞，失去保護作用[4]。

風機的氣動防喘閥原設計為組合一體式，執(zhí)行器在調(diào)節(jié)氣缸上部，執(zhí)行器依靠氣路放到氣缸的連接短管固定，多路轉(zhuǎn)換器固定在閥門上。運行初期，由于放風閥管道、防喘閥等振動，造成執(zhí)行器的多跟連接管道斷裂，雖然采取管道加固、更換抗振性較強的不銹鋼管連接，仍不能滿足生產(chǎn)要求，存在防喘閥誤動作、動作遲緩等現(xiàn)象。通過原因分析，制定了以下解決措施：

(1)經(jīng)過現(xiàn)場測量，原執(zhí)行器既有英制也有公制，同樣規(guī)格的尺寸相差較大，不能互相兼容。根據(jù)控制原理和氣路圖，重新布置連接執(zhí)行器。

(2)重新做單獨基礎，將執(zhí)行器與防喘閥、放風管隔開。避免由于放風引起管道振動造成執(zhí)行器共振。

(3)將執(zhí)行器與調(diào)節(jié)氣缸的連接更換為高壓橡膠軟管。采用高壓橡膠軟管可以吸收放風引起的管道振動，不影響執(zhí)行器的動作。

2.2 消除防喘閥波動現(xiàn)象

原電動放風閥為直聯(lián)式電動蝶閥，執(zhí)行器控制方式為脈沖開關(guān)控制，脈沖時間為20 ms，閥門調(diào)節(jié)精度在3%～5%，無法滿足控制精度要求，對高爐的正常生產(chǎn)及風機的安全運行造成嚴重影響。

經(jīng)過分析，我們采取以下措施：

(1)更換為行程電動調(diào)節(jié)閥(DN800)。

(2)重新計算選型。將執(zhí)行器輸出扭矩由8000 Nm增加為16000 Nm，更換為分體式，采用模擬量控制調(diào)節(jié)精度高的執(zhí)行器，更換后能實現(xiàn)高精度微調(diào)。以上工作完成后，電動放風閥閥位穩(wěn)定，項目實施后未出現(xiàn)波動、延遲等故障。

(3)實現(xiàn)微機操作和現(xiàn)場手動操作，設置外部手操器，進行操作使用。

(4)微機內(nèi)加入歷史趨勢記錄，能及時檢測電動放風閥動作情況，并進行分析，當出現(xiàn)故障時便于及時采取措施。

(5)閥門執(zhí)行器機械傳動部分采用齒輪傳動，閥門與執(zhí)行器間通過拐臂、連桿連接，增加肌桿強度，并加強固定螺栓的防松動處理。

3 潤滑油系統(tǒng)優(yōu)化

潤滑油泵出口的額定流量為911 L/min，壓力為1.0 MPa，調(diào)節(jié)閥前壓力數(shù)值為0.75 MPa，風機軸承入口油壓為0.15 MPa，電機軸承入口油壓為0.3 MPa，調(diào)節(jié)閥范圍為0.45～1 MPa。潤滑油系統(tǒng)存在的問題是油壓不穩(wěn)定。

潤滑油壓力調(diào)整正常在360 kPa，啟動后電機轉(zhuǎn)速3000 r/s，油壓下降至325 kPa。對整個油系統(tǒng)進行排查，發(fā)現(xiàn)鼓風機運行初期兩臺潤滑油泵均存在振動過大并均存在有運行異音的現(xiàn)象，震動最高達0.07 mm。

鼓風機運行初期，兩臺潤滑油泵均存在振動過大并均存在有運行異音的現(xiàn)象，仍不能消除振動過大的現(xiàn)象。通過研究分析，泵體軸承處剛性不足，本身的動不平衡在轉(zhuǎn)動時被放大。為此制作一個可調(diào)整托架，來彌補泵體剛性不足。潤滑油泵調(diào)整托架制作完成后，現(xiàn)場進行安裝，將支架底板與油泵基礎臺進行焊接固定，防止長時間振動造成松動或游走，在做好防護措施的同時，一邊測量泵體振動，一邊進行調(diào)整，使震動值達到最小，實施后潤滑油泵震動降至0.03 mm以下。

4 技術(shù)創(chuàng)新特點

(1)氣動防喘閥分體式改造，將高精密控制機構(gòu)與傳動執(zhí)行部分分體安裝，優(yōu)化高精密控制機構(gòu)工作環(huán)境，保證閥門控制效果。提高了氣動防喘閥的穩(wěn)定性。

(2)潤滑油壓穩(wěn)定在340～360 kPa，消除了潤滑油壓的波動；有效地將兩臺潤滑油泵的振動控制在0.03 mm以下，潤滑油設備運行狀態(tài)穩(wěn)步優(yōu)化，工藝參數(shù)穩(wěn)定性顯著提高。

(3)在項目實施后，電動放風閥、氣動防喘閥的閥門卡澀、閥門波動、閥門延遲等故障完全消除，供風調(diào)節(jié)系統(tǒng)快速、準確、穩(wěn)定，各個閥門開度均能精確到1度，及時準確達到3號高爐的調(diào)節(jié)要求，提高了供風系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。