冶金工業(yè)所用的風(fēng)機(jī)種類盡管有許多種,但相對(duì)來(lái)講有一定難度,能代表風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)制造水平的可分為3種,即軸流式壓縮機(jī)、燒結(jié)遼寧引風(fēng)機(jī)和高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置。下面就以這3種風(fēng)機(jī)為例探討其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。上述這3種風(fēng)機(jī),總體來(lái)講國(guó)外的技術(shù)水平高于國(guó)內(nèi),國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)水平就是國(guó)內(nèi)應(yīng)積極努力的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
1、軸流式壓縮機(jī)
軸流式壓縮機(jī)具有效率高,容量大,性能調(diào)節(jié)范圍寬等特點(diǎn)。目前國(guó)外1000m3以上的高爐皆采用軸流壓縮機(jī)。作為高爐鼓風(fēng)用的軸流壓縮
機(jī),其流量已達(dá)10000m3/min,壓力達(dá)0.69MPa,功率已達(dá)70000kW。
軸流壓縮機(jī)具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和良好的氣動(dòng)性能(整機(jī)多變效率為87%~91%,更大流量和最小流量可調(diào)范圍達(dá)1倍多),以及先進(jìn)的高度三化水平和電子控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:機(jī)殼為水平剖分型,由灰鑄鐵(或鑄鋼)制成,排氣側(cè)設(shè)計(jì)承壓值可達(dá)0.7~1.2MPa,轉(zhuǎn)子為等內(nèi)徑型,多級(jí)節(jié)盤(pán)式結(jié)構(gòu),動(dòng)、靜葉片皆采用修正了的美國(guó)NACA原始葉型。采用全靜葉可調(diào)結(jié)構(gòu)比固定靜葉型的壓縮機(jī),流量范圍可擴(kuò)大1倍。該公司生產(chǎn)的ARI系列軸流-離心復(fù)合式等溫壓縮機(jī)的流量范圍為1400~7500 m3/min,壓比為7~11。該產(chǎn)品具有較高的技術(shù)水平。
近年來(lái),為了提高軸流壓縮機(jī)的效率,蘇爾壽公司采用混合反動(dòng)度設(shè)計(jì)方法改善了級(jí)間匹配。減少動(dòng)葉葉頂與機(jī)殼間間隙也能提高壓縮機(jī)性能和效率。在降低軸流壓縮機(jī)噪聲方面,國(guó)外多放在隔聲、消聲上,其措施是:
(1)采用加厚鑄造機(jī)殼,減弱噪聲散射;
(2)采用隔聲罩和消聲器,減少噪聲擴(kuò)散。
利用電子計(jì)算機(jī)作為調(diào)節(jié)的中樞指令系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)軸流壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)自動(dòng)化,運(yùn)行更佳化。
2、燒結(jié)引風(fēng)機(jī)
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)作為燒結(jié)機(jī)配套的主抽煙機(jī),其耗電量大約占燒結(jié)廠總耗電量的50%以上。又因其輸送的介質(zhì)為燒結(jié)煙氣,含塵量大,因此,提高效率,降低能耗,加強(qiáng)耐磨措施,提高使用壽命,仍是燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的主要技術(shù)課題。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量取決于燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)面積;壓力取決于燒結(jié)料層的厚度。
燒結(jié)機(jī)的大型化(已可生產(chǎn)1000㎡的燒結(jié)機(jī))和厚料層(已達(dá)700mm),促使燒結(jié)引風(fēng)機(jī)向大風(fēng)量、高負(fù)壓方向發(fā)展。燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的更大流量為40000m3/min,更高壓力為19620Pa,更大功率為14500kW。
由于制造工藝條件和運(yùn)輸條件等因素的限制,特大型燒結(jié)機(jī)配套的燒結(jié)引風(fēng)機(jī)往往采用雙機(jī)并聯(lián)形式。
燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的耐磨措施:
(1)鋸齒形中盤(pán) 不僅可以改善葉輪出口氣流分布和降低GD2,而且可避免煙氣對(duì)中盤(pán)的沖刷;
(2)葉片上裝有可更換的耐磨襯板(襯板表面堆焊碳化鎢);
(3)由可更換的錐盤(pán)保護(hù)中盤(pán)不受磨損;
(4)機(jī)殼裝有渦形襯板和側(cè)襯板;
(5)表面涂覆 涂覆陶瓷防磨涂料、涂覆樹(shù)酯、石英粉加水玻璃等涂料;
(6)表面強(qiáng)化處理 表面堆焊、熱噴涂、滲硼、激光表面硬化和高頻淬火等。
目前,國(guó)外正在進(jìn)行關(guān)于燒結(jié)引風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的二相流(固體微粒和燒結(jié)煙氣)的研究,試圖從空氣動(dòng)力學(xué)方面來(lái)進(jìn)一步解決燒結(jié)引風(fēng)機(jī)的磨損問(wèn)題。
3、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置(TRT)
該裝置發(fā)展最快、水平更高的是日本。據(jù)1987年資料統(tǒng)計(jì),1500m3 以上的高爐共47座,安裝了38套TRT裝置;2000m3以上的高爐共38座,安裝了35套TRT裝置。目前無(wú)論是TRT裝置的質(zhì)量、數(shù)量,還是效率,日本都處于領(lǐng)先地位。
隨著高爐向大型化和高壓爐頂方向發(fā)展,國(guó)外TRT裝置隨之向干式、軸流型及靜葉可調(diào)方向發(fā)展。
軸流型透平轉(zhuǎn)子一般為2級(jí)或3級(jí),多采用反動(dòng)度為50%的葉型,動(dòng)葉片采用抗腐蝕疲勞強(qiáng)度的SUS630不銹鋼。機(jī)殼用鋼板焊接而成,亦可用
高強(qiáng)度鑄鐵制成,一般為徑向進(jìn)氣,軸向排氣(亦可下部徑向排氣)。軸封一般采用氮?dú)饷芊猓鼇?lái)亦有采用非接觸機(jī)械密封。
國(guó)外軸流型 TRT裝置,大多數(shù)采用靜葉角度調(diào)節(jié)方式,以擴(kuò)大工況范圍,有利于減少噪聲,提高膨脹透平的可靠性,并且不會(huì)影響高爐壓力的波動(dòng)。
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