烧结抽风机叶轮磨损与修复烧结机抽风机叶轮磨损严重的情况，进行了分析研究。提出了加衬板，再堆焊磨层的修补方法。介绍了采用该方法进行叶轮修复的效果及所获得的经济效益。 　　1前言鄂钢集团公司烧结分厂75m烧结机于1993年底建成投产。SJ7200抽风机是75m烧结机的重要配套设备，而抽风机叶轮又是关键部件，它的使用寿命与安全运行直接关系到分厂生产成本与经济效益。1997年抽风机叶轮叶片出现磨损，经补焊、堆耐磨焊层后，恢复正常运行。1998年又产生叶片严重磨损，再次采用同样的方法修复。运行近一个月后，双进气叶片（支撑电机端）出现局部严重磨损，造成叶轮不平衡而将支撑瓦和止推瓦全部震碎。造成短时间内风机叶轮和轴承破坏严重，非计划检修时间直线上升，导致经济损失。 　　故对烧结抽风机施行技术改造，提高烧结抽风机效率、降低磨损、延长使用寿命，是鄂钢烧结厂的当务之急。 　　2风机技术参数风机的基本技术参数为：风机型号SJ7200/min进口压力0额定功率2500kW，额定电流276A额定电3风机叶轮磨损情况风机叶轮虽然两次简单修复，仍磨损较大。第湖北鄂城钢铁公司烧结分厂一次修补为预热补焊，焊条为。第二次修补为预热补焊，焊条为322，第二次修补时，对叶片与中盘连结部位的磨损沟槽只能采用填焊加高的方法。因叶片工作面磨损过大，填焊会产生过大的焊接应力，叶轮高速运转时，在离心力的作用下，焊接应力释放，将产生焊裂。 　　此次换下的叶轮磨损状态如图1所示，其叶片与中盘焊接区磨损严重，最薄处叶片厚度只有4mm左右，且每片磨损的深浅不均，叶片工作面磨损宽度约20mm左右。中盘两侧磨损高度约左右。高速运转失去平衡时，测量振动参数为V振=10mm/s，两侧轴承温度均为64°C，叶轮严重耗损，经检查和测量，已初步判定叶轮为报废部件。 　　4叶轮磨损分析叶轮的磨损过程从微观上分析比较复杂，大量的资料数据和设备现状表明，抽风机叶轮的磨损主要源于以下几个方面。 　　4.1磨料磨损磨料磨损就是当硬质颗粒在压力作用下，对金属表面进行微切削所造成的磨损。所谓磨料就是烟气中大量铁精粉、矿粉、烟尘等固态物料，它烧结球团们在压力的作用下，以一定的速度，无序地与所接触的叶轮表面做相对运动，从而磨损叶片。 　　4.2冲蚀磨损冲蚀就是固体灰尘和其它硬质颗粒对固体表面的冲击引起表面损伤，也叫冲击咬蚀。冲击磨损主要表现在叶片头部的磨损，由气流中的硬质颗粒在惯性及压力作用下，直接冲击叶片头部所致。另外，如果两侧吸气门开启不同步，惯性和气流压力不均，还将造成叶片两侧的冲击磨损产生偏差，和头部磨损厚薄不均而失去平衡。 　　4.3腐蚀破坏腐蚀是化学或电化学作用造成金属破坏。造成叶轮腐蚀的因素很多，但主要因素是介质的化学性质，风机气体介质中含有大量的CO、HCl等具有一定腐蚀作用的活性气体，又含有Fe等具有一定粒径和强度的硬质颗粒。正是这些腐蚀性介质及粉尘使得叶轮工作面腐蚀和磨损，其中酸性介和HO生成的H的腐蚀作用很强，特别是SiO颗粒对叶轮磨损最为严重。 　　另外，叶轮的磨损还与叶轮的圆周速度、气体介质压力、粉尘粒径，冲击速度及冲击角、叶轮的工作介质参数以及叶轮材料的性质等有很大的关系。除此以外，机头600多管高效除尘器因使用年限过长，旋风子和导气管堵塞，除尘效率下降以及风机吸气管双侧风门启闭角度不同步也是导致叶片磨损加剧的客观原因。 　　5磨损叶轮的修复据现有叶轮叶片磨损状况，我们认为在叶片表面喷涂（堆焊）耐磨硬质合金是提高叶轮寿命的有效方法。目前国内外加置耐磨层的方式主要有：1）在叶片工作面堆焊条状搓衣板式耐磨层2）在叶片工作面严重磨蚀区全部堆焊耐磨层3）在叶片严重磨蚀区加衬板4）加衬板，局部再堆焊耐磨层5）在叶轮严重磨蚀区粘贴陶瓷片。 　　现叶片工作面及接中盘处磨损严重，磨蚀面积过大，叶片强度太低，不安全因素过大，不能象前两次堆耐磨焊层一样进行简单恢复，只能采用上述第4种方法，加衬板，再堆焊耐磨层。这样既能保证叶片的强度，又能减缓物料对原始焊缝的冲击磨损。 　　衬板的几何形状与焊接位置见图2、图3. 　　首先将原叶片严重磨损区采用502焊条填平。衬板采用16Mn材质，厚6mm，两侧倒角60°，以保证焊透、焊牢。衬板每段钻孔，成弧型后与叶片吻合，再填平各孔，保证衬板四周焊缝受磨蚀后，衬板不出现与叶片分离的现象。 　　焊接工艺均采取预热交叉短距离，以减少叶轮焊接变型。焊条为堆耐磨焊条，先焊502焊条，再补焊耐磨层，增强耐磨性。中盘两侧垂直焊接部位，新增加耐磨层并与衬板上耐磨层接合。最后修补耐磨层，保证耐磨层高度与宽度。 　　6修复使用效果叶轮修复施工难度较大，每道工序要求严格，以确保修复质量，除去杂质，平衡精度。修复后又进行了严格的动、静平衡试验检测，经检验达到使用要求后，于1998年9月23日再投入正常运行，当日测得振动参数V振明，修复后使用效果达到了叶轮运行最佳标准。 　　烧结球团叶轮经过一年的运行，振动参数V　1mm/s，轴承温度50°C.可见，我们采用加衬板堆耐磨层焊的方法对一个接近报废的叶轮进行修复，起死回生，经实践证明该方法获得了成功。叶轮修复效果十分满意，经济效益显著，其叶轮振动参数和轴承温度都达到了最佳使用状态。据有关资料介绍，风机叶轮使用寿命一般为一年左右，国际先进水平为二年以上。烧结厂75m烧结抽风机自投产以来，风机叶轮是开一备一，两台叶轮经轮流修复使用，至今年已6年，按先进水平一个叶轮使用寿命为2年计算，烧结分厂已经节约了一个叶轮（24万元）的成本费，而且叶轮还在继续使用，预计可再使用5～8个月。它的增产节能、效益是十分显著的。 　　7结语1）烧结SJ7200抽风机叶轮是烧结分厂的要害部件，制造工艺复杂，精度高，费用大，设备技术改造和修旧利废是烧结分厂设备管理重点之一。 　　2）用增加衬板和堆积耐磨层焊的方法，对磨损严重的叶轮进行修复是一个行之有效的好方法。经一年运行记录表明，完全达到了设备技术要求。 　　3）风机叶轮经修复再使用，叶轮寿命可由2年左右提高到3年以上，大大降低了设备备件费用。 　　4）经济效益分析表明，修复叶轮已为烧结分厂节约生产成本24万元以上。 　　铁的液相还原法该法是由莫斯科国立钢和合金研究院开发的一种在搅拌的熔渣中将铁原料还原，以获得铁的方法―液相熔融还原法。 　　它在一个独特结构的熔炼炉内进行，该熔炼炉包括炉身和一个衬有耐火材料的熔炼炉，熔炼炉的上部和炉身的下部设有冷却装置，熔炼炉的壁上设有富氧鼓风的主风嘴。为了使炉中排放的气体充分燃烧，在炉身上部设有辅助风嘴。炉子的结构能使物理―化学和热交换的过程高速进行，能获得生产率和收得率的高指标。 　　在冶炼时，不间断地加入含铁原料、固体煤燃料、熔剂和其他添加物。在鼓风的搅拌下，氧气燃烧部分燃料放出热量将含铁原料熔化。包含在熔化物中的金属氧化物由剩余燃料中的碳进行还原，直到生成液态产品―渣和铁。在搅拌熔炼层以上进行辅助富氧鼓风，将从熔炼过程中排放出的气体充分燃烧。炉中气体的燃烧率[炉中气体（CO）之比]可在很大的范围内变化。燃烧率增大，燃料消耗降低，产量增加。生成的铁水和渣不断地或定期的出炉，铁水的化学成分如下：新工艺的优点是：不须用昂贵的冶金焦可使用不精选的铁矿可使用任何形式的含铁原料，包括含有Zn、Pb及其他有害杂质的含铁原料，不须进行产前加工减少（比高炉少7～10倍）向大气排放有害物质可适应小规模钢铁生产保证炉子的高效率，基建投资比高炉法低30～40%。

  　　节能降耗资源综合利用是企业可持续发展的基础，也是企业增加利润推行清洁生产的主要途径。钢铁企业利用剩余煤气实现热电联产，就是保护环境节约能源的有效方法。 　　但是，在实现了热电联产的发电厂内，仍然存在着个节能运行的问，锅炉鼓引风机调速方案的确定，就是其中较为典型的实例。本文试通过锅炉风机调速节能的探讨，提出笔者的看法，以期达到抛砖引玉的目的。 　　1发电厂锅炉风机调速节能运行的必要性煤气发电厂中锅炉风机是主要的辅机设备，拖动风机运行的电动机具有高压大功率的特点，其电能消耗在厂用电指标中所占比重很大，若能降低风机电机的电能消耗对降低厂用电指标提高经济效益具有重要意义。 　　钢铁企业中，由于原燃料的变化及工艺制度维护管理的需要，用于发电厂的煤气量是经常波动炉风机的负荷发生变化。过去调节风机负荷的办法以采用挡风板节流调节为多，使大量的电能白白浪费在增大的局部阻力上。 　　另外，由于从发电机组的额定发电负荷到汽轮机的输出功率锅炉的蒸汽量风机的风量拖动风机的电动机的额定功率，每步都存在设计裕量，因此即使有足够的煤气量使发电机组满负荷运行，也需要适当调节挡风板以满足锅炉对风量的要求。 　　由此可煤气发电厂的锅炉风机在正常运行时都需要调节风量，这就有必要选用合适的电动机调速方式，使风机节能经济运行。 　　2选择锅炉风机调速经济运行的原则选用锅炉风机的调速方式应从安全性经济性和技术性3方面综合考虑。 　　2.1安全性锅炉风机是发电机组安全运行的个重要环节。选择锅炉风机调速方式必须以安全性为前提，而调速产品的安全性包括主动安全性和被动安全性。 　　主动安全性是指如何采用先进合理的技术方案优质的元器件和先进合理的生产工艺来保证调速产品本身的运行安全性。 　　被动安全性是指当调速产品运行的环境发生故障时，必须有预备措施保证锅炉和发电机组运行而不发生停机事故。环境故障主要包括以下几个方面调速控制装置的控制电源发生故障；电动机所使用的高压电源故障，系统实施了高压电源自动切换的紧急措施；003系统的转速控制信号发生阶跃变化；调速控制装置自身故障。当发生这些故障时，调速系统应具备将电动机转入全速运行的功能，而不允许将电动机停车，并且当从调速运行转入全速运行中应该具备满足系统要求的时间间隔。 　　2.2经济性调速产品的经济性包括两个方面节电效果电动机的调速方式分为高效调速方式和耗能型调速方式，采用现代电力电子技术的高压变频调速和内反馈串级调速等都属于高效调速方式，而液力耦合器调速电磁调速等属于耗能型调速方式，在常规的负荷变化范围内，般高效调速方式与耗能型调速方式的节电效果相差50左右。 　　设备造价在满足风机调速性能要求的前提下，应选择设备造价相对低廉的调速方式，以降低设备投资回收期。 　　2.3技术性技术性是指调速方式是否采用了先进的技术，技术性与安全性和经济性又是相关的，只有采用了先进技术，才能保证调速产品的安全性和节电效果。 　　3内反馈串级调速的系统构成及调速原理内反馈串级调速系统由内反馈串级调速电机和与之配套使用的控制装置组成。 　　内反馈串级调速电机是在国家标准系列绕线型感应电动机的定子上增设了套绕向和节距与定子绕组相同的相对称绕组，称为调节绕组，而将原来的定子绕组称为主绕组，为保证合理的磁负荷，适当加长电机定转子铁芯，以保证有效的铁面积不变。因此其相同规格具有相同或相近的安装尺寸，结构相似。 　　内反馈串级调速属绕线型感应电机转子串附加电势进行调速的理论范畴，该附加电势就是由调节绕组从主绕组感应过来的电势所提供的，通过变流系统将该电势串入电机的转子绕组，改变其串入电势的大小即可实现调速。内反馈串级调速系统如由电力电子技术理论可知，经全桥整流后的直流电压为其中5为转子感应电势，20为转子开路电势为转差率。 　　经全桥逆变器有源逆变前的直流电压为其中3为调节绕组的线电压小为逆变角。 　　这样，改变逆变角即可改变串入电势的大小。并进步推得3和2，只与电网电压和制造参数有关，对于已制成的内反馈串级调速电动机而言，当电网电压恒定时3和2，为常数，由此可，通过改变逆变角3即可改变转差率3实现调速。 　　同时，调节绕组吸收转子的转差功率，并通过与转子旋转磁场相互作用而产生正向的拖动转矩，这就使电机从电网吸收的有功功率减少，主绕组的有功电流随转速正比变化，达到调速节能的目的。 　　内反馈串级调速系统装有内补偿装置，它在调速电机调节绕组侧进行补偿，抵消变流系统产生的无功分量，直接改善电机的功率因数，并具有滤除谐波的功能。 　　4高压内反馈串级调速与其他调速方式的锅炉的鼓引风机要用相匹配的电动机带动，但电动机各种调速方式的调速效率是不同的。根据调速效率的高低可将电动机调速分为高效调速方级调速高压变频调速传统串级调速和变极调速；低效调速方式包括液力耦合器调速电磁调速液态电阻调速等。根据有级调速和无级调速来分变极调速为有级调速，内反馈串级调速高压变频调速传统串级调速液力耦合器调速电磁调速液态电阻调速均为无级调速。现就内反馈串级调速与高压变频调速传统串级调速液力耦合器调速3种常用的调速方法比较如下。 　　4.1与高压变频调速的比较高压变频调速系统简2，内反馈串级调速系统简3. 　　高压变频调速系统由台高压鼠笼型电动机台隔离变压器和台变频器组成。通过电力半导体器件改变高压电动机定子绕组所接电源的频率来实现调速。适用所有恒转矩和递减转矩负载。 　　高压变频调速必须有干式隔离变压器，此干式变压器除增加系统成本外，也给系统的安全运行带来隐患，在实践中有烧毁干式隔离变压器的报道；内反馈串级调速没有隔离变压器。 　　高压变频调速器接于高压电源与电机定子绕组之间，控制的最大容量为电机的额定容量，而且必须处理耐压问。因此高压变频调速器的造价很高，体积庞大，维护较困难；而内反馈串级调速控制装置接于电机的转子绕组和调节绕组之间，耐压问容易处理，且控制的容量为从转子绕组取出的容量而不是电机的额定容量，对于风机类负载，此容量最大仅为电机额定容量的半。故对于控制相同容量的电机来说，内反馈串级调速控制装置的容量仅为高压变频器容量的半，因而内反馈串级调速控制装置的造价较低，体积较小，便于维护。 　　3在变频器故障时，若要使电动机转入全速运行工频下运行，还需增加旁路装置，这不仅需要增加投资，而且切换时间较长；而在内反馈串级调速控制装置故障时，其调速系统可做到将电动机自动转入全速运行工频下运行。 　　内反馈串级调速控制装置与高压变频器主要由电力半导体器件构成，装置本身的效率相当约9798，但由于在控制相同容量的高压电机时，内反馈串级调速控制装置所控制的容量仅为高压变频器所控制容量的半，因而其能量损耗仅为高压变频器的半，调速效率比高压变频器的调速效率要高。5，若考虑到隔离变压器的损耗，高压变频调速的效率还会低些。 　　内反馈串级调速与高压变频调速均具有平滑无级调速性能，但高压变频器调速范围更大调速精度更高用于乳制生产线极为合适。然而对于风机类负载，负载本身特性决定其调速范围不需太大50100的调速范围足够，对调速精度要求不高。另外煤气锅炉的保安负荷般在额定出力的50左右，因此，对于风机调速，高压变频调速的调速性能显得过剩。 　　器启动方式，具有启动转矩大，启动电流小的特点，对于转动惯量较大的风机负载能很快启动；而高压变频调速具有软启动特性，启动电流可以从零开始，但这是以牺牲启动转矩为代价的，对于转动惯量较大的风机负载，启动时间较长。 　　因此，内反馈串级调速与高压变频调速相比具有造价低体积小效率相对较高的优点和调速范围不大调速精度不高的缺点。对于风机来说，高压变频调速的性能没有得到充分的利用，也不是很经济。 　　4.2与传统的串级调速比较传统的串级调速是将普通的绕线型感应电机的转差功率从电机转子引出，并通过变流系统的变换后，再经逆变变压器和高压操作柜送回电网，4.由于逆变变压器是集中绕组，对谐波的抑制能力不如内反馈串级调速电机的调节绕组其短距和分布作用对空间谐波有很强的抑制能力，因此其谐波污染大；由于没有内补偿系统，功率因数低，逆变变压器的容量约为电机额定容量的半，且体积大，成本高。与内反馈串级调速相比，内反馈串级调速的调速性能更好，而且取消了逆变变压器及其附属设备的设备费用和设备占地，使整个调速系统结构更简单更紧凑，具有更高的效率和更好的安全性。 　　4.3与液力偶合器调速比较液力偶合器调速属耗能型调速方式，有如下缺点在调速过程中有滑差损耗，该损耗最大可达电机额定功率的14.8；轴向长度较大，必须改变电机基础；故障时不能转换到全速运行。尽管该调速方综上所述，内反馈串级调速的50100调速范围完全能够满足风机的调速节能运行，属高效调速方式，而且设备造价较低。实践明，般13年即可通过节电效益回收全部设备投资，是符合我国国情的拖动大中型风机调速节能运行的较为理想5工程实例某钢铁厂自备电站有台利用高炉煤气发电75100，其发电量也随之变化，原来采用挡风板来调节风量，造成大量电能浪费。2001年月对该发电机组锅炉送风机和引风机采用了内反馈串级调速产品进行调速节能改造，并成功实现了与，3系统的接口，于同年12月投入运行。改造前后的年度电耗统计1. 　　引风机耗电量送风机耗电量锅炉年耗电量单耗改造前改造后节电率由1可以看出，改造后节电效果明显，经济效益显著。 　　设备经过近两年运行考验，运行安全稳定，维护方便。 　　6结论高压内反馈串级调速是种高效率的调速方95+100，具有优良的性能价格比，技术先进，经济适用，安全可靠，节电效果显著，适合于电厂锅炉风机调速节能运行。 　　王励涛。内反馈串级调速技术在电厂的应用刀。中国电力，王励涛。高压内反馈串级调速在风机水泵调速节能运行中上接第10页属度用空格分开。如果隶属度为零，则在隶属度字段中不涉及，计算时自动视为零，以减小建库工作量。 　　5小结机器联想技术与般数据库技术相比，有较高因此非常适用于计算机辅助机械功能原理设计系统。本文提出的机器联想方法，已成功应用于中南林学院青年教师科研基金项目计算机辅助机械功能原理设计系统研究中，证明是可行的。