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浅析沥青搅拌设备风机叶片磨损原因

发布日期:2015-03-18 |
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摘  要:针对沥青搅拌设备配备的旋风除尘器和水除尘器中引风机叶片的磨损分析原因,探讨解决措施和方案。
关键词:沥青搅拌设备   风机磨损   空腔率   维护保养


         我公司甘肃华池LD90型沥青搅拌设备工地,设备使用不到两个月,出现风机叶片磨损的严重现象(如图1所示),风机叶片靠电机侧出现“V”字形缺口,后来出现长条“U”形缺口。该套设备配备除尘系统为“双筒旋风+水除尘”,风机型号: Y5-47   45kW ,燃烧系统为煤粉燃烧装置。分析其原因、探讨其解决措施,有利于避免此类现象再次发生。
一、旋风式除尘器的组成和工作原理(一级除尘)
         旋风式除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置。旋风式除尘器能收集粒径5~10μm以上的粉尘,其除尘效率可达90%以上。
旋风式除尘器主要(如图2所示)由旋风集尘筒、抽风、吸风小筒、风管和烟囱等组成。
旋风式除尘器示意图
图2  旋风式除尘器示意图
1—振动筛引风管; 2—旋风集尘筒; 3—卸尘闸门; 4—风管; 
5—引风机; 6—干燥滚筒接口; 7—抽风管;   
         工作原理:含尘气体从除尘器上部切向进入,沿筒壁自上而下旋转运动,这股向下的气流形成外涡旋,外涡旋逐渐到达底部,气流中的粉尘在离心力的作用下被甩向筒壁,由于重力和气流的带动作用,尘粒沿壁面落入集尘筒底部;集尘筒下部呈圆锥形,它既作收集尘粒之用,又可使旋风圈缩小,加大含尘气体的流速,便于气体向上折返,进入小筒;向下的气流到达锥体底部后,沿除尘器轴心部位转而向上,形成上升内涡旋,最后由上部出口排除净化后的气体。向下的外涡旋和上升到内涡旋二者旋转方向相同。落入锥形筒中的尘粒,可通过卸尘闸门直接排放,或者回收到矿粉螺旋输送机内,作为粉料而被利用。

二、文丘里除尘器的结构及工作原理(二级除尘)
文丘里除尘器是湿式除尘器中效率最高的一种除尘器,其效率可达99%以上,不仅可用作除尘(包括净化含有微米和亚微米粉尘粒子),还能用于除雾、降温和吸收有毒有害气体等。
文丘里除尘器(如图3所示)主要由文丘里管(又称洗涤器)、除雾器(气液分离罐)、沉淀池和加压水泵等组成。除雾器一般均采用立式旋风水膜除尘器。文丘里管由三个异形管(即渐缩管、喉管和渐扩管形成一个很长的管)及喷水装置所组成。文丘里管实际上是整个装置的预处理部分,它使烟尘微粒凝聚而使其有效尺寸增大,易于捕集,而真正将烟气与夹带的烟尘微粒的水滴分离的过程是在除雾器中进行。
水除尘器示意图 
图3  水除尘器示意图
1—气液分离罐; 2—水洗涤器; 3—加压水泵;
4—清水池; 5—沉淀池;6—排污管
         文丘里洗涤器的主要工作原理是惯性碰撞,在水洗涤器内分为三段如图A、B、C.在A段以前气体与灰尘颗粒及水以同等的速度流动:到A段气体与质量较轻的灰尘颗粒产生较大的加速度,由于水质量较重,产生的加速度较小。此时水与灰尘颗粒即产生相对运动,因而两者就有了碰撞、接触的机会,同时水被雾化。在B段,由于管道截面较小,气体、灰尘颗粒及水雾均被压缩,运动速度达到50~100米/秒,此时B段成为高密度的混合区,会发生一系列复杂的物理反应。通过B段以后,气体与灰尘颗粒及水雾的混合体,高密度、高速度的形态进入C段,由于C段管道截面逐渐扩大,气体与灰尘颗粒速度降低,但由于水雾质量较重,惯性很大,所以又会发生相对运动,即水雾对空灰尘颗粒又一次捕集,实验和实践证明经过ABC段后气体中的灰尘颗粒90%以上均被水雾所捕集吸收。一同进入—气液分离罐后被分离。
净化后气体从烟囱排出,灰尘颗粒随水由分离罐的锥体排到沉淀池中,粉尘在沉淀池内沉积。上部清水流入清水池中,被水泵又抽出并送到水洗涤器以再使用。
        水除尘器的缺点是含尘废水易引起污染转移,而且水在使用过程中会酸化,对钢铁件有腐蚀作用,因此,水中须添加中和剂并定期更换用水。

三、原因分析
          该套设备配备除尘系统为“双筒旋风+水除尘”,风机型号: Y5-47   45kW ,燃烧系统为煤粉燃烧装置。8月份工地正逢雨季,石料湿,但为赶工期,只要天不下雨就一直在生产。主要问题是产量低、料不够,用户就开打引风机,经常开到最大;工地不用粉料,回收粉直接堆积在旋风除尘器积灰筒内,平时下部的卸尘闸门总是关闭的;同时由于粉尘含量大,旋风除尘器几个小时就会积满,每天生产结束后清理时,总是花费很长时间,还必须用外力敲打才可以,因为经过长时间的积灰,越积越实,不加外力很难清理。
         回收粉含量大,积灰多,加之回收粉不使用,积灰筒一旦积灰达到一定程度(高度),除尘器内部的空腔率将过小,积灰筒内自上而下旋转运动时的离心力和气体又自下向上折回由小筒流出时的惯性力将大大减小,将不足以使气体中粗粉尘分离出来并落至积灰筒下方;风道阻力就加大,原有的风量就不够,燃烧器的燃烧效果受阻,因此用户就加大引风机的风门直至最大,燃烧效果是好点,但同时大颗粒的粉尘也被抽至引风机端,大颗粒的粉尘正在充当着砂轮机的作用,风机叶片靠电机侧受力最大,久而久之,经过大颗粒粉尘的打磨,越来越薄,直至逐渐形成“V”、“U”缺口(其风机叶片的磨损过程见图4)。
风机叶片磨损示意图
图4  风机叶片磨损示意图
         设备的设计状态是有严格的要求和规定的,但每个工地的情况不同,应根据实际情况分析,做到有效的维护保养。如料湿皮带粘料现象就十分严重,有必要的话必须及时清理,加大清理的频率,缩短清理的时间间隔;干燥滚筒的烟箱内导料槽粘结就严重,有效通过率就低,有部分料就从烟箱与滚筒的密封间挤出,下方出现大堆的漏料,必须及时清理干净,才能有效缓解症状……
         本案例中,风机出现严重的磨损现象,与日常的维护保养缺失和不及时、有效有直接的关系。这也是许多工地存在的现实问题,平时疏于维护保养,出了问题手忙脚乱,这种行为造成的损失严重影响着施工进度和生产质量,实为得不偿失!所以日常的维护保养应引起足够的重视,并做好维护保养计划,且必须有效执行,方可化解很多不必要的麻烦,减少工地一些本不该发生的成本。

四、解决方案 
1、 严格控制石料的含水量和粉尘的含量。按JT/T 270-2002《强制间歇式沥青混合料搅拌设备》标准及设计要求,石料含水量应控制在5%以下,粉尘含量应控制在8%以下。
2、 时常观察旋风除尘器下方卸尘闸门的开启状况,使其能够达到自动排灰的作用。
3、 及时清理积灰,当积灰达到积灰筒高度的1/3左右时立即进行人工清理。
根据工地现场情况,我们更换了风机叶片,并严格按要求尽量控制石料的含水量,双筒旋风除尘器及时排灰,经过试验证明,一切正常,达到了预期的效果!
可见,设备现场的原材料匹配和日常的维护保养工作至关重要,应引起足够的重视!

参考文献:
【1】《鑫海路机LD系列强制间歇式沥青混合料搅拌设备使用说明书》 2009版  屈伟
【2】《国家职业技能鉴定培训教材  沥青混合料搅拌设备装调工  机械系统》 姬光才主编   2009年
【3】《通风除尘设备设计手册》        胡传鼎   化学工业出版社  2003年9月
【4】《大气污染防治技术及工程应用》  熊振湖 费学宁 池勇志等编  机械工业出版社 2003年7月

(文章来源:http://www.xhgljx.com/News/jishuwenzhang/247.html 鑫海路机企划部TOM)
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