[發明專利]罩式爐高溫循環風機葉輪的制造方法

有效

• 申請號: 201210273875.X
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102764964A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 楊有進;許文峰
• 申請（專利權）人: 中冶南方（武漢）威仕工業爐有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及風機，特別是一種罩式爐高溫循環風機葉輪的制造方法。?

背景技術

罩式爐高溫循環風機葉輪原為引進的進口設備，國內第一次制造，世界第二套，毫無經驗可以借鑒，此種風機的設計難度很大，主要是集中以下幾點：?

1.爐內循環溫度高，達800℃，在此溫度下需要保證風機安全穩定運行。

2.由于爐內循環氣體是一種變工況運行，我們通過調節風機的轉速來滿足不同運行狀態下的爐內工況條件，所以風機在運行過程中，不僅需要考慮變轉速對風機的影響，同時還需要考慮在不同的轉速下，風機能否滿足循環氣體的工況要求。?

3.根據國家相關減排法案的要求，能否把風機的效率提高到80%以上。?

4.由于風機在最高轉速2500r/min下運行，所以需要對風機的焊接提出相當高的要求，根據焊接工藝，對風機進行焊接，同時對相關焊縫進行超聲波檢查，以檢查焊縫是否焊透。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種罩式爐高溫循環風機葉輪的制造方法，提高風機葉輪的使用壽命。?

本發明解決其技術問題采用以下方案：?

本發明提供的罩式爐高溫循環風機葉輪的制造方法，其步驟包括：

第一步：根據爐內循環工況的氣體參數，進行氣動性能設計，設計出滿足爐內循環工況條件運行的風機；

第二步：通過三維繪圖軟件soildworks建模，對風機性能進行校核，同時根據模型的受力分析，正確采用性價比較高的材料；

第三步：通過工藝放樣，對每一個零件的展開圖形進行繪制，通過繪制的圖形，對零件進行下料，然后利用模具壓模，從而制作出風機的每一個零部件；

第四步：根據焊接工藝，對風機進行焊接，并且對相關焊縫進行超聲波探傷檢查，以檢查焊縫是否焊透；在風機葉輪氣流進口處受力最大的地方焊接一塊腹板，加大葉片的厚度，以提高風機的使用壽命。所述腹板為葉片的加強板，在葉片最薄弱的、受力最大的地方貼上腹板，使得葉片得到加強，增加葉輪的使用壽命。

第五步：風機焊接完畢后需要作退火處理，以消除風機內應力。所述退火處理工藝為：熱處理時，先從常溫經過4.5小時升溫至930℃，然后在?930℃保溫3小時，停止加熱冷卻，冷卻至500℃后開爐冷卻至常溫后出爐，在整個過程中，需要對溫度和時間進行準確的控制，通過熱處理后，消除焊接應力；?

第六步：對已制作完畢的風機進行動平衡校核，使風機葉輪不平衡精度達到設計要求，該風機葉輪不平衡精度一般為G3.0；?

經過上述的步驟，制成罩式爐高溫循環風機葉輪。

本發明根據罩式爐高溫葉輪的使用有關參數，包括流量為95000M3/h，壓力為850Pa，溫度為800℃，風機轉速450-2500rad/min，然后采用以下方法進行設計，保證風機葉輪在每一個轉速下均滿足工況要求，設計步驟可以包括：?

（1）根據伯努利方程HPOL=R*σ*ΔT=87.1675：

式中：氣體常數R=29.3，此數值是依據循環氣體成份主要為空氣來確定；指數系數σ=K/(K-1)ηpol=2.975，其中K為絕熱指數，K=1.4，此數值是依據循環氣體主要為氫氣來確定；ηpol為風機效率，取85%在風機使用中進行測量計算；ΔT為風機運行過程中溫度差，在循環風機中忽略不計；

（2）確定風機葉輪線速度U2：

根據HPOL=X*U22公式，按照能量頭系數X=0.0157，來計算出U2=75m/s；

（3）確定風機葉輪外徑D2：

根據U2=πD2n/60公式，其中π為圓周率，電機轉速n為450轉速，來計算出D2=955mm，最終確定風機外徑D2=950mm；

（4）根據風機葉輪行業試驗，得出下述經驗公式：

D1/?D2=0.55-0.62，其中風機進口直徑D1=590mm，

通過上述步驟，設計出滿足爐內循環工況條件運行的風機葉輪，風機有效直徑為950mm，葉片數量為15片，葉片為雙弧線，并且對出口部分葉片采用小于90°的后向葉片，對于進口部分的葉片采用90°徑向型葉片。

本發明可以利用三維繪圖軟件soildwroks對該風機進行1:1建模，最大限度模擬風機葉輪的工作環境，使風機通過在三維軟件中模擬運行，檢測上述計算以及經驗選取是否正確，同時根據風機的受力分析，對采用最合理化的制作材料提供依據。?