轧钢厂背包风机自动清灰环保改造

轧钢厂背包风机自动清灰环保改造

丁军平 原江

陕西龙门钢铁有限责任公司 陕西韩城 715400

摘要：针对背包风机不能实现自动清灰、人工清灰时污染环境的缺陷，提出了背包风机自动清灰的环保理念；根据背包风机结构及工作特点，设计了背包风机自动除尘及清灰系统，实现了背包风机自动清灰功能，取得了良好的经济效益和社会效益

关键词：背包风机 自动清灰 环保

引言：陕钢集团龙钢公司轧钢厂高线车间是一条年产130万吨的全连轧生产线，整条生产线共有22台轧机，用于拖动轧机的直流电机共有22台，每台直流电机配置一台背包风机。背包风机是用于较大型电机冷却、除尘的一种专用设备。对于小型电机，依靠自身外壳及风叶散热就可使电机温度下降。而对于较大型的电机，由于发热量过大，就需要使用专用设备背包风机对电机进行冷却，使电机的工作温度保持在合理范围内，同时对冷却风空气进行除尘净化。

但是目前在用的背包风机都不具有自动清灰的功能，致使背包风机在使用过程中，滤网极易堵塞，冷却风量下降，冷却效果变差，滤网更换、清灰时灰尘太大，对现场和环保工作带来很大的影响。

本文针对背包风机不能自动清灰、滤网易堵塞的工作现状，设计了背包风机自动清灰系统，经过使用后，取得了明显效果，经济效益和社会效益较为显著。

1. 背包风机结构及工作方式

1、背包风机结构

背包风机由风机外壳、过滤网、冷却器、循环风机四部分组成（图1）。其中风机外壳设计为金属结构，主要作用为固定安装背包风机、隔绝外界空气以及固定过滤网、冷却器、循环风机等。过滤网的作用是过滤电机在运行过程中碳刷磨损产生的粉尘、进风含尘等原因产生的各类灰尘。冷却器的作用是通过热交换的方式，把循环风产生的热量传递给冷却水或者冷却风，对循环风进行降温。循环风机的作用是为循环风提供动力，使其能不断地在主电机和背包风机之间进行循环。

图 1

2、背包风机工作方式

背包风机的主要作用是对主电机进行冷却、除尘。主电机在工作的过程中，由于电流的原因，会产生较大的热量，使电机的工作温度不断升高，因此，需要用冷却器对主电机进行冷却。另外碳刷磨损、进风含尘等原因，会产生一定量的灰尘，这些灰尘会对主电机的绝缘散热等性能产生一定的影响，严重情况下会产生主电机绝缘下降、匝间断路等故障，必须在循环风回路上安装过滤网进行除尘以保证电机正常运转。

图 2

由主电机循环风出口流出的含尘高温循环风，经过过滤网除尘，之后经过冷却器降温，再由循环风机加压提速后，进入主电机，对主电机进行冷却降温，带走主电机工作过程中产生的热量，这样就完成了一个工作循环。

二、背包风机现状缺陷

现有背包风机的过滤装置，是在冷却器的前部，焊接一块钢板，钢板上设置四个方形孔洞，在每个方形孔洞上安装一块无纺棉，用无纺棉对循环风进行过滤。由于背包风机在工作过程中，需要不断过滤主电机产生的灰尘，因此过滤网会慢慢堵塞，需要定期更换过滤网或者对过滤网进行清洗。

但是，由于无纺棉被灰尘堵塞后，变得极难清理，更换起来也比较麻烦，因此造成过滤网更换或者清理都极为困难，浪费大量人力和时间，清理时灰尘飞扬对环境造成污染，有时清理不当还会造成灰尘颗粒落入主电机内，造成很大的设备隐患。

三、背包风机自动清灰系统设计

1、背包风机自动清灰方案

针对背包风机滤网堵塞后更换或清理都极为困难的现状，现对背包风机过滤装置进行改进，设计一套自动清灰式过滤系统，该自动清灰式过滤系统由滤筒、清灰器、振动器、检测单元等组成，具有自动检测功能，当滤筒堵塞到一定程度后，系统发出预警信号，利用换规格检修时间，主电机停止工作后，自动或者手动开启清灰器，振落滤筒上粘附的灰尘，再经过振动器振动底部斜板，斜板上的灰尘就会沿着斜板进入收集袋，当收集袋储存一定的灰量后，更换收集袋即可（图3）。

图 3

由于主电机排风口和冷却器之间距离有限，不足以安装滤筒，因此考虑把背包风机尾部进行延长，用于安装滤筒。由于背包风机空间有限，属于低局限受限空间，因此清灰方式采用振打式清灰。百叶挡板的作用是防止振打滤筒时，颗粒状灰尘掉落进主电机排风口。清灰阀采用常闭式电磁阀，振动器工作时，得电打开，灰尘收集完毕后，断电关闭。

2、自动清灰系统参数计算

该自动清灰系统中，在循环风风压满足系统运行的条件下，需要根据循环风量计算出滤筒的过滤面积，进而设计出安装方式。

根据背包风机铭牌显示及运行实测，该背包风机的循环风量为18000Nm³/h。

目前在用的各种过滤材料中，最大气布比材料为纳米高分子纸质滤材，其过滤风速20-25m/min。

初步设计滤筒直径为300mm，长度为600mm。经过计算，需要的风速为17m/min，因此该滤材完全满足本背包风机的风量要求。

另外根据对改进后风阻的计算，循环风机风压也满足系统要求。

四、改进后的效果

该背包风机经过改进后，在试运行的三个月时间内，过滤及清灰效果良好。

经过这次改进，杜绝减少了清灰时的环境污染，节约了大量人力及时间，取得了良好的社会效益及经济效益。