专利名称：一种转炉煤气干法轴流风机装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种干法除尘领域，具体的，本实用新型涉及一种转炉煤气干法 轴流风机装置，所述转炉煤气干法轴流风机装置用于钢铁厂的转炉煤气净化与回收系统的 干法除尘。
背景技术：
我国现有的钢铁厂的转炉煤气净化与回收系统多采用传统的湿法除尘技术(0G 法)，自动化控制水平低，煤气回收量较低，一般吨钢平均回收热值为8360kJ/m3的煤气 70 80m3。净化后的煤气含尘量仍达100mg/m3，出煤气柜后，需进行湿式电除尘，回收系统 能耗较大。目前转炉炼钢的吨钢工序能耗为23. 6kg标煤。干法除尘技术(LT法)的吨钢煤气回收量为IOOm3 (煤气热值为8360kJ/m3)，煤气 含尘量10mg/m3，炼钢吨钢工序能耗仅为IOkg标煤。因此，转炉烟气干法除尘技术被公认为 是今后的发展方向。国内外许多企业已在使用转炉煤气干法除尘工艺。例如，德国鲁奇公司和蒂森钢厂上世纪联合开发了干法除尘技术(LT法)。我国莱 钢炼钢厂建有3座120t顶底复吹式转炉，年设计产量500万t，三吹三生产，现实际年产量 达到300万t，均采用干法除尘技术。宝钢于上世纪末引进转炉煤气干法除尘系统。转炉煤气干法除尘工艺流程为转炉烟气通过活动烟罩、热回收装置及气化冷却 烟道后，温度为800-100(TC，进入到蒸发冷却器，蒸发冷却器内采用双介质雾化喷嘴，用 高压蒸汽将水雾化后冷却烟气，这时粗颗粒的粉尘在水雾的作用下团聚沉降，形成的粗粉 尘通过粗灰输送系统到粗灰料仓；冷却后的烟气通过管道进入圆筒型电除尘器，温度为 150-180°C，电除尘器设四个电场，采用高压直流脉冲电源，捕集剩余的细粉尘，将其通过电 除尘器下的链式输送机、细灰输送系统到细灰料仓；经过电除尘器的烟气含尘量在IOmg/ Nm3以下，最终的合格烟气经过煤气冷却器降温到70°C进入煤气柜，不合格烟气放散。粗、 细灰通过汽车直接运输至烧结厂作为烧结原料再利用，干法除尘工艺的工艺范围从烟气进 入蒸发冷却器开始到煤气冷却器为止，主要由蒸发冷却器、圆筒静电除尘器、轴流风机、切 换站、煤气冷却器等设备组成。然而，以往的转炉煤气干法除尘工艺流程及系统采用的风机存在以下缺点1.风机叶轮直径大、转动惯量大，不适用于频繁调速工况要求；2.风机稳定工作区域窄，压力系数小，难以满足系统稳定运行要求；3.气流在离心风机流道需经过多次变向，流道通畅性差，不能满足快速泄爆要求， 而且容易导致设备损坏。轴流风机压力系数较小，不能满足干法除尘系统参数要求。继而，导致下述问题轴承的润滑不稳，轴承使用寿命短；存在二次污染和污水处理；系统阻损大、煤气 回收量不够高，回收粉尘直接利用差，不利节约能源；管理和维护不便。
实用新型内容为克服上述问题，本实用新型的目的在于提供一种转炉煤气干法轴流风机装置， 所述转炉煤气干法轴流风机装置用于钢铁企业的转炉煤气净化与回收系统的干法除尘。本实用新型所述转炉煤气干法轴流风机装置除尘净化效率高，通过电除尘器可直 接将粉尘浓度降至10mg/Nm3以下；不存在二次污染和污水处理；系统阻损小、煤气回收量 高，回收粉尘可直接利用，节约能源；系统简化，占地面积小，便于管理和维护。本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置技术方案如下一种转炉煤气干法轴流风机装置，为一静叶变转速调节的轴流风机装置，包括轴 流风机壳体、电动机及连接电动机的联轴器、主轴、进气箱；位于进气箱和风机壳体之间的 前导叶；位于风机壳体内部的叶轮，位于风机壳体内叶轮出气侧、焊接在风机壳体外筒和内 筒之间的后导叶片，扩压器及设置于扩压器一端的冷却风机，其特征在于，所述轴流风机还 包括内置前导叶、且与所述前导叶为一体结构、使进口气流收敛加速的集流器；所述集流器 位于风机进气箱和风机壳体之间，外壳为圆锥形状，内筒为圆柱形，同流截面沿气流方向逐 渐减小。根据本实用新型，由于所述集流器及其内置的前导叶位于风机进气箱和风机壳体 之间，且与进气箱焊接成为一个整体，因此减少了介质泄漏。另外，进气箱由倾角为30-32° 的斜侧板和圆弧型的围板组成，并在垂直中分面设置有导流阻旋板，可将垂直径向进入风 机的气流变为纯轴向流动，使气流更加顺畅地进入前导叶，减少了涡流损失。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述前导叶结构为 三维扭曲的板式结构。前导叶是本风机核心部件之一。该前导叶采用三元流动理论进行前导叶型线的设 计，其结构为三维扭曲的板式结构，使叶轮叶片不同环面的进口气流冲角均达到理论计算 的最佳值。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述叶轮叶片为三 维扭曲的板式叶型，其轮毂型线前段采用子午加速结构，即，子午加速段轮毂为锥弧面，通 流截面沿气流方向减小，圆柱端轮毂直径不变，通流截面积沿气流方向相同，即后段为圆柱 形，出口端轮毂比，即叶轮出口处轮毂直径与叶轮外径之比为0. 75-0. 85，优选的是0. 8。叶轮，是风机最核心的部件，也是本发明人独立新开发的叶型，由于叶片为三维扭 曲、板式叶型，轮毂型线前段采用子午加速结构，后段为圆柱形，且叶轮出口处轮毂直径与 叶轮外径之比为0. 75-0. 85，优选的是0. 8，由此，增加了叶片凸面气流动能，延迟了气流分 罔。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述叶轮叶片为长、 短叶片，具有开襟式叶形设计，即，长短叶片接头处有一定间隙；根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，风机稳定工作区的 比转速范围为66-75。由于采用开襟式叶形设计和长、短叶片结构，布置在出口端的短叶片安装角可调， 性能更宽，适用范围更广。另外，风机稳定工作区的比转速范围为66-75之间，突破了原有 对单级轴流风机应用范围认识(比转速不小于85)。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述风机采用分段式主轴，法兰连接及止口定位，即，叶轮段主轴可单独拆卸；两段主轴通过锻造法兰盘连接， 配对连接的法兰盘分别加工有对应的凸台、凹坑以及排气槽。由此，便于本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置的风机叶轮的检修、更换。保 证了连接的可靠性和拆卸的方便性。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述后导叶采用单 圆弧板式结构。由于后导叶采用单圆弧板式结构，可方便地对叶轮出口气流进行整流，同时，起 到支撑转子作用，这种结构设计减少了流道内的辅助支撑和气流的绕流损失。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述扩压器位于风 机壳体出风侧，扩压器直径小的一侧与风机壳体相连，扩压器直径大的一侧与出风口侧管 道相连。所述扩压器将风机出口具有较高流速的气流逐渐降低其动压能、提高其静压能， 以克服风机出口管路及设备的阻力。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述扩压器的扩张 度，即括压器的外张角度为9-11度。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述扩压器的扩张 度，即括压器的外张角度为10度。由此，合适的扩张度设计有利于减小扩压损失，提高风机的静压能。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述轴流风机设置 有位于壳体内侧的轴承及轴承座，所述轴承采用稀油润滑，强制风冷，所述壳体外侧设置加 油装置和油位计。因为风机转速高，轴承采用稀油润滑，强制风冷，位于壳体内侧的轴承座，加油装 置和油位计均引致壳体外侧。新型带油环和油路设计，可保证轴承润滑更为可靠，冷却效果 更好。由此，将风机出口具有较高流速的气流逐渐降低其动压能、提高其静压能，以克服 风机出口管路及设备的阻力。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，该轴流风机装置用于钢铁厂的转 炉干法除尘和煤气回收系统中，除尘净化效率高；该系统不存在二次污染和污水处理；系 统阻损小、煤气回收量高，回收粉尘可直接利用，节约能源；系统简化，占地面积小，便于管 理和维护。
图1为本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置示意图。图2为本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置前导叶一例立体图。图3为本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置前导叶另一例立体图。图4为本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置叶轮立体图。图5为本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置后导叶一例示意图。图6为本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置主轴示意图。图7为本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置叶轮剖视图。图8为本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置扩压器示意图。
5[0047]图中，1为电动机，2为联轴器，3为轴承座，4为进气箱，5为前导叶，6为主轴，7为 叶轮，8为风机壳体，8a为后导叶，9为扩压器，10为冷却风机，11为前导叶叶片，12为叶轮 叶片，13为集流器，14，15分别为叶轮长、短叶片，16为法兰连接处，17为止口卡位处。
具体实施方式
以下，参造附图，具体说明本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置。实施例1一种转炉煤气干法轴流风机装置，包括轴流风机壳体、电动机及连接电动机的联 轴器、主轴、进气箱；位于进气箱和风机壳体之间的前导叶；位于风机壳体内部的叶轮，位 于风机壳体内叶轮出气侧、焊接在风机壳体外筒和内筒之间的后导叶片，扩压器及设置于 扩压器一端的冷却风机。所述轴流风机还包括内置前导叶、且与所述前导叶为一体结构、使 进口气流收敛加速的集流器。电动机采用防爆变频电动机，为风机提供动力因该风机处于易燃易爆气体环境， 配用联轴器采用防爆式联轴器。所述集流器位于风机进气箱和风机壳体之间，外壳为圆锥形状，内筒为圆柱形，同 流截面沿气流方向逐渐减小。所述集流器及其内置的前导叶位于风机进气箱和风机壳体之 间，且与进气箱焊接成为一个整体，因此减少了介质泄漏。进气箱由倾角为30-32°的斜侧 板和圆弧型的围板组成，并在垂直中分面设置有导流阻旋板，可将垂直径向进入风机的气 流变为纯轴向流动，使气流更加顺畅地进入前导叶，减少了涡流损失。在本实施例中，前导叶采用三元流动理论进行前导叶型线的设计，其结构为三维 扭曲的板式结构，使叶轮叶片不同环面的进口气流冲角均达到理论计算的最佳值。同样，叶轮，是风机最核心的部件，也是本发明人独立新开发的叶型，在本实施例 中，所述叶轮叶片为三维扭曲的板式叶型，其轮毂型线前段采用子午加速结构，即，子午加 速段轮毂为锥弧面，通流截面沿气流方向减小，圆柱端轮毂直径不变，通流截面积沿气流方 向相同，即后段为圆柱形，出口端轮毂比，即叶轮出口处轮毂直径与叶轮外径之比为0. 8。由 此，增加了叶片凸面气流动能，延迟了气流分离。在本实施例中，所述叶轮叶片为长、短叶片，具有开襟式叶形设计，即，长短叶片接 头处有一定间隙。在本实施例中，由于采用开襟式叶形设计和长、短叶片结构，布置在出口端的短叶 片安装角可调，性能更宽，适用范围更广。另外，风机稳定工作区的比转速范围为66-75之 间，突破了原有对单级轴流风机应用范围认识(比转速不小于85)。在本实施例中，所述风机采用分段式主轴，叶轮段主轴可单独拆卸；两段主轴通过 锻造法兰盘连接，配对连接的法兰盘分别加工有对应的凸台、凹坑以及排气槽，保证了连接 的可靠性和拆卸的方便性。后导叶采用单圆弧板式结构，可方便地对叶轮出口气流进行整流，同时，起到支撑 转子作用，这种结构设计减少了流道内的辅助支撑和气流的绕流损失。在本实施例中，所述扩压器位于风机壳体出风侧，扩压器直径小的一侧与风机壳 体相连，扩压器直径大的一侧与出风口侧管道相连。且，所述扩压器的扩张度，即扩压器的 扩张角度为10度。由此，所述扩压器将风机出口具有较高流速的气流逐渐降低其动压能、提高其静压能，以克服风机出口管路及设备的阻力。在本实施例中，因为风机转速高，轴承采用稀油润滑，强制风冷，位于壳体内侧的 轴承座，加油装置和油位计均引致壳体外侧。新型带油环和油路设计，可保证轴承润滑更为 可靠，冷却效果更好。冷却风机给位于壳体内的轴承座提供冷却空气，促进芯筒内的气体流 动和热交换，保持轴承运行可靠。根据本实用新型的转炉煤气干法轴流风机装置，该轴流风机装置用于钢铁厂的转 炉干法除尘和煤气回收系统中，主要优点是除尘净化效率高，通过电除尘器可直接将粉尘 浓度降至10mg/Nm3以下；风机稳定工作区域宽，压力系数高，可满足系统稳定运行要求 ’转 子刚性好、叶片强度高，可满足频繁调速需要；相对离心风机，该风机转动惯量小，转速调整 时相应快；相对离心风机，流道通畅，电除尘器中的气爆能得到及时卸载，不会引起设备损 坏；轴承的润滑更为可靠，轴承使用寿命长。另外，该系统不存在二次污染和污水处理；系统阻损小、煤气回收量高，回收粉尘 可直接利用，节约能源；系统简化，占地面积小，便于管理和维护。
权利要求一种转炉煤气干法轴流风机装置，为一静叶变转速调节的轴流风机装置，包括轴流风机壳体、电动机及连接电动机的联轴器、主轴、进气箱；位于进气箱和风机壳体之间的前导叶；位于风机壳体内部的叶轮，位于风机壳体内叶轮出气侧、焊接在风机壳体外筒和内筒之间的后导叶，扩压器及设置于扩压器外侧的冷却风机，其特征在于，所述轴流风机还包括内置前导叶、且与所述前导叶为一体结构、使进口气流收敛加速的集流器；所述集流器位于风机进气箱和风机壳体之间，外壳为圆锥形状，内筒为圆柱形，同流截面沿气流方向逐渐减小。
2.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述前导叶结构为 三维扭曲的板式结构。
3.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述叶轮叶片为三 维扭曲的板式叶型，其轮毂型线前段采用子午加速结构，即，子午加速段轮毂为锥弧面，通 流截面沿气流方向减小，圆柱端轮毂直径不变，通流截面积沿气流方向相同，即后段为圆柱 形。
4.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述叶轮出口端轮 毂比，即叶轮出口处轮毂直径与叶轮外径之比为0. 75-0. 85。
5.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述叶轮出口端轮 毂比，即叶轮出口处轮毂直径与叶轮外径之比为0. 8。
6.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述叶轮叶片为长、 短叶片，具有开襟式叶形设计，即，长短叶片接头处有一定间隙。
7.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述风机采用分段 式主轴，法兰连接及止口定位，即，叶轮段主轴可单独拆卸；两段主轴通过锻造法兰盘连接， 配对连接的法兰盘分别加工有对应的凸台、凹坑以及排气槽。
8.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述后导叶叶片采 用单圆弧板式结构。
9.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述扩压器位于风 机壳体出风侧，扩压器直径小的一侧与风机壳体相连，扩压器直径大的一侧与出风口侧管 道相连。
10.如权利要求1所述的转炉煤气干法轴流风机装置，其特征在于，所述扩压器的扩张 度，即括压器的外张角度介于9-11度之间。
专利摘要一种转炉煤气干法轴流风机装置，包括风机壳体、电动机及连接电动机的联轴器、主轴、进气箱；位于进气箱和风机壳体之间的前导叶；位于风机壳体内部的叶轮，位于叶轮出气侧、焊接在风机壳体外、内筒之间的后导叶片，扩压器及冷却风机。所述轴流风机装置还包括内置前导叶、且与所述前导叶为一体式结构、使进口气流收敛加速的集流器；所述集流器位于风机进气箱和机壳体之间，外壳为圆锥形状，内筒为圆柱形，同流截面沿气流方向逐渐减小。本实用新型风机装置除尘净化效率高，通过电除尘器可直接将粉尘浓度降至10mg/Nm3以下；不存在二次污染；系统阻损小、煤气回收量高，回收粉尘可直接利用，节约能源；系统简化，占地面积小，便于管理和维护。
文档编号F04D29/054GK201739195SQ20102019527
公开日2011年2月9日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者冯明飞, 杨金军, 江小英, 赵红星 申请人:江苏金通灵风机股份有限公司