在现代化的钢铁冶炼工业中,高炉是生产的核心设备,而为高炉提供持续、稳定且高压空气(热风)的鼓风机,则是高炉高效运行的“心脏”。作为风机技术领域的从业者,我深知风机性能的优劣直接关系到高炉的冶炼效率、能耗与生产安全。在众多类型的鼓风机中,冶炼高炉专用的多级增速离心鼓风机因其大流量、高风压和运行稳定的特点,占据了主导地位。本文将以D1426-2.79这一典型型号为例,系统性地阐述其型号含义、核心配件构成以及关键的修理维护知识,旨在为同行提供一份实用的技术参考。
一、 冶炼高炉风机型号D1426-2.79深度解析
风机型号是风机身份与性能的集中体现,正确理解其编码规则是进行设备选型、操作和维护的第一步。参照已知的“D306-1.42”型号解释规则,我们可以对D1426-2.79进行详细的解读。
1. 型号前缀“D”与系列归属
型号中的首字母“D”,明确标识了此风机属于“冶炼高炉专用风机”系列。D系列风机是专门为应对高炉鼓风工况而设计的,其特点是采用“多级增速”技术。与常见的C系列(多级离心输送)、AI系列(单级悬臂)、S系列(单级增速双支撑)和AII系列(单级双支撑)相比,D系列通过将多个叶轮串联起来,并配以高速齿轮箱进行增速,从而在结构紧凑的前提下,实现了普通单级离心风机难以达到的高压头输出,完美契合了高炉冶炼所需的高风压、大流量工艺要求。
2. 流量代码“1426”
“D”后面的数字“1426”代表了该风机在标准进口状态下的容积流量,单位是立方米每分钟。这意味着,风机D1426-2.79在设计工况下,每分钟能够向高炉输送1426立方米的空气。这个流量参数是高炉工艺计算中的核心数据,它直接决定了高炉内燃料燃烧的强度和生铁的产量。选择与高炉容积相匹配的流量是确保冶炼过程顺利进行的关键。
3. 压力比代码“-2.79”
型号中横杠后面的“2.79”是一个压力比数值。它表示当风机进风口压力为标准大气压(即1个绝对大气压)时,其出风口所能达到的绝对压力为2.79个大气压。由此我们可以计算出风机的实际出口压力和净升压。
出口绝对压力:2.79个大气压。
净升压(出口表压):出口绝对压力减去进口绝对压力,即2.79
- 1 = 1.79个大气压。在工程上,我们更常使用千帕(kPa)或兆帕(MPa)作为单位。1个标准大气压约等于101.325
kPa,因此,该风机的净升压约为 1.79 × 101.325 ≈ 181.4 kPa。
这个压力参数至关重要,它确保了空气能够克服高炉料柱的巨大阻力,被顺利、均匀地送入炉缸,为焦炭的燃烧提供充足的氧气。
总结:D1426-2.79型号机的完整含义是—一款冶炼高炉专用的多级增速离心鼓风机,其设计输送空气流量为每分钟1426立方米,在标准进气条件下,能将空气压力从1个大气压提升至2.79个大气压,净升压约为1.79个大气压(181.4
kPa)。
二、 风机核心配件解析
一台高性能的离心鼓风机是其精密配件协同工作的结果。对于D1426-2.79这样的多级增速风机,其核心配件主要包括以下几大部分:
1. 转子总成——风机的心脏
转子总成是风机中唯一作高速旋转运动的部件,是整个设备的动力核心。它通常由主轴、多级叶轮、平衡盘、推力盘以及联轴器等部件套装而成,并经过严格的动平衡校正。
主轴:采用高强度合金钢锻造而成,负责传递扭矩并支撑所有旋转部件。
叶轮:是风机做功的核心元件。D1426-2.79作为多级风机,其转子上串联了多个后弯式或径向式叶轮。每个叶轮都对气体做功,使其压力和速度得到提升。气体每经过一级叶轮和与之配套的扩压器、回流器,压力就升高一次,从而实现多级增压的效果。叶轮通常采用高强度铝合金或不锈钢精密铸造,并经过数控加工,以确保其气动性能和机械强度。
平衡盘与推力盘:平衡盘用于自动平衡转子由于级间压力差所产生的巨大轴向推力,减小推力轴承的负荷。推力盘则用于固定转子的轴向位置,承受残余的轴向推力。
2. 轴承与轴瓦—转子的支撑
对于D系列这类高速重型风机,普遍采用滑动轴承(轴瓦),而非滚动轴承。这是因为滑动轴承在高速、重载工况下具有更优的稳定性和承载能力,以及更长的使用寿命。
径向轴瓦:用于支撑转子自身的重量和旋转产生的径向力,确保转子处于中心位置稳定旋转。瓦衬通常采用巴氏合金这种质软、耐磨、嵌藏性好的材料,能在润滑油膜形成良好时,实现近乎零磨损的运行。
推力轴瓦:用于承受转子剩余的轴向推力,确定转子的轴向定位。它同样采用巴氏合金作为摩擦面。
3. ***气封系统***—效率的守护者
在转子与静止部件之间存在微小的间隙,为了阻止高压气体向低压区泄漏(内泄漏)和外部空气进入风机(外泄漏),必须设置密封系统。D1426-2.79主要采用迷宫式气封。
原理:迷宫密封由一系列环形齿片和蜂窝状结构组成,固定在静止部件上,与转子形成极小的间隙。当高压气体通过这些曲折的缝隙时,会产生一系列节流和膨胀效应,压力能转化为热能,从而使每个齿片前后的压差显著降低,最终极大地减少了气体的泄漏量。高效的气封是保证风机容积效率和出口压力达标的关键。
4. 齿轮箱—增速的核心
“多级增速”中的“增速”任务就是由齿轮箱完成的。它通过一对高精度的高速齿轮(通常是小齿轮带动大齿轮),将电动机输入的较低转速(如每分钟3000转)提升到风机转子所需的工作转速(可能高达每分钟上万转)。齿轮箱的制造精度、齿面硬度和啮合质量直接影响到传动的效率、噪音和可靠性。
5. 壳体与底座
风机壳体由铸铁或铸钢制成,结构坚固,用于容纳所有内部部件并形成气体流道。它通常分为上、下两半,便于检修。底座则用于支撑和找平整个风机与电机机组,其刚性对减少运行振动至关重要。
三、 风机常见故障与修理解析
风机的修理并非简单的零件更换,而是基于对故障机理的深刻理解。以下是D1426-2.79风机几个关键部位的常见故障与修理要点。
1. 转子总成的动平衡校正
故障现象:风机在运行中振动值持续超标,并伴有异常噪音。
原因分析:振动是风机的“头号杀手”。其原因多为叶轮磨损、结垢不均匀,或在检修后重装时平衡被破坏,导致转子质量中心与旋转中心不重合,产生不平衡力。这个力与转速的平方成正比,在高速下危害极大。
修理方法:
现场动平衡:如果条件允许,首先尝试在现场使用动平衡仪进行校正。通过在转子两侧的平衡面上试加配重块,测量振动响应,计算出应加配重的大小和相位,这是一种高效、经济的维修方式。
离线动平衡:当现场平衡无法解决或转子需要大修时,必须将转子总成吊出,送至动平衡机上进行高精度平衡。根据风机的转速要求,其残余不平衡量必须达到G2.5或更高的平衡等级标准。修理中需严格记录每个叶轮、平衡盘等部件的相对位置,确保回装时按原标记复位。
2. 轴瓦的磨损与修复
故障现象:轴承温度偏高,润滑油监测发现金属碎屑,振动增大。
原因分析:润滑油油质不合格(如含水、有杂质)、供油不足、油温过高或机组对中不良,都可能导致油膜破裂,形成轴瓦与轴颈的干摩擦,造成巴氏合金层磨损、熔化甚至“抱轴”的重大事故。
修理方法:
刮瓦:对于轻微磨损或接触面积不足的轴瓦,可以由经验丰富的钳工进行手工刮研。通过在轴颈上涂红丹粉,将轴瓦与之研磨,然后刮削高点,使轴瓦与轴颈的接触面积达到75%以上且分布均匀。
重浇巴氏合金:对于磨损严重或合金层脱落的轴瓦,必须采用“重浇”工艺。即熔掉旧的合金层,清理瓦坯,涂覆锡锑合金钎料,然后将熔融的巴氏合金浇铸到高速旋转的瓦坯上,形成一层新的、结合牢固的合金层。最后再进行机械加工至设计尺寸。
3. 气封的检查与更换
故障现象:风机性能下降,出口压力不足,流量降低,但机组无明显异响。
原因分析:这是气封磨损,间隙过大的典型表现。长期运行中,转子与气封齿不可避免会发生轻微摩擦,导致间隙逐步增大。根据风机功率与密封间隙的立方成正比的关系估算,间隙增大一倍,泄漏量可能增加数倍,风机有效做功大幅减少。
修理方法:在大修时,必须精确测量各级气封的径向和轴向间隙。对于磨损超差的气封圈,必须予以更换。安装新气封时,要使用塞尺严格按照设备图纸要求的间隙值进行调整,确保间隙既不过大(影响性能)也不过小(避免开机擦碰)。
4. 齿轮箱的检修
故障现象:齿轮箱噪音异常,轴承温度高,润滑油中金属颗粒增多。
原因分析:齿面点蚀、剥落,齿面磨损,或齿轮啮合间隙、接触斑迹不符合要求。
修理方法:齿轮箱的检修是风机大修中最精密的部分。需要检查齿轮的齿面状况,使用压铅法或百分表测量齿轮啮合间隙,使用涂色法检查齿面接触斑迹。任何不符合技术规范的齿轮副,都建议由专业厂家进行修复或更换,严禁自行处理。