风机运行中叶轮积灰的原因（成因）及解决办法

摘 要 针对风机叶轮因积灰失衡而产生剧烈的振动，导致风机旋转部件失效甚至飞裂等事故发生的问题，分析了导致风机叶轮中积灰的成因，介绍了用气流连续吹扫装置及加装附加短叶片等几种解决办法及使用效果。

关键词 风机；叶轮；积灰；含尘介质；结构

中图分类号 TS737+.1 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）167-0216-02

风机是用于输送气体的机械，其应用广泛，但在如电力、冶金、水泥、木材加工、烟草等工业生产过程中，由于环境所限或工艺过程需要，所输送的气体中含尘量往往较高甚至很高，风机使用一段不长时间后，就会产生振动，严重影响企业的正常生产。对现场风机进行检查后发现，叶轮内部积聚有程度不同尘埃（称为“积灰”），有些位置因风机旋转时所产生的离心力超出尘埃与叶轮表面、尘埃之间的结合力而脱落，从而使叶轮失去了原有的平衡导致产生风机的振动，当机组振动达到一定限值，会造成轴承或叶轮等旋转部件的损坏，严重时会造成叶轮飞裂（俗称“飞车”）事故而被迫停机，严重影响机组的安全生产。1 造成积灰的主要原因

风机叶轮内积灰的产生和积灰的粘附强度受到许多因素的影响，归纳起来主要有以下几点：

1）含尘气体的含尘浓度：一般含尘气体在进入风机前都装有除尘器，除尘器的除尘效果好坏直接影响进入风机中气体的含尘浓度，通常情况下，气体中的含尘浓度越大，粉尘在叶轮表面的吸附量相应也会增多（有个别用户把除尘器放在风机之后，风机叶轮的积灰会更加严重）。

2）含尘气体的湿度：进入风机中含尘气体的湿度越大，粉尘在叶轮上的积聚的速度就会加快，特别是气体中带有水滴，由于水存在的亲和力使粉尘的附着力增加，因而加快了风机的叶轮积灰。

3）叶轮的材料表面粗糙度，表面粗糙度越大，叶轮的积灰速度越快且积灰程度越严重。

4）所输送的气体中含有粘性较大的介质。如含树脂的木屑，积聚速度很快且程度也非常严重。

其它对叶轮产生积灰的影响因素还有很多，如叶轮型线、二次流、磁力、静电等。

2 延缓或消除叶轮积灰的对策和办法

采用高效除尘器，提高除尘器的除尘效率，降低进入风机内部气体中的含尘量；以及加强运行控制、改用其它形状叶轮型线的风机、改变叶轮的结构形状等手段都可以解决或延缓叶轮的积灰问题。但对于实际的工程现场，这些措施在实施中存在较大的困难，如除尘器的空间尺寸不同、场地的空间限制、改造资金缺乏等客观条件制约，而风机的改型会受到系统参数需求的约束，这些方法在现场往往是难以实施的；采取怎样的措施或方法来延缓或解决风机叶轮表面尘埃的积聚，是我们风机工作者经常要面对的现实问题。下面介绍一下我在处理现场实际积灰时，经过多次实践和改进，实际证明是延缓或消除风机叶轮积灰行之有效的几种处理方法。

方法一：采用气流连续吹扫方法消除叶轮的积灰。

气流连续吹扫装置的示意图如图1所示。一端设有喷嘴的高压气管固定于风机的静止件（如进风口）上，高压气体经过气管上的喷嘴以相当高的速度喷射到叶轮的叶片、轮盖、轮盘等表面上，将粘附在叶轮上的积灰吹掉，防止其不断加厚，叶轮转动一圈，各部位就被依次吹扫一遍，通过这样连续吹扫以达到清除积灰的目的。清除叶片上的积灰，在高压气管上需安装2～4个喷嘴，清除轮盖、轮盘上积灰的喷嘴数量视叶轮尺寸大小而定。喷嘴的安装角度（对于清除叶片积灰的喷嘴即为喷嘴中心线与叶片之间的夹角）保持在76°～82°之间，喷嘴端部与被清的积灰表面距离设置为15mm～30mm时效果最佳。

此方法的特点是利用风机压头吸取机外自然空气对叶轮进行吹扫，风机的改动量不大，投资费用较低。此装置主要适用于24小时不间断的工况，如发电厂锅炉引风机。我公司用于浙江某热电厂的一台锅炉引风机Y75-1ANo.20D，原叶片积灰比较严重，几乎每周要停机清灰1次，于2010年3月采用了此喷嘴吹扫装置后，风机叶片积灰明显减小，清灰效果很明显，基本上无需停机清灰，使机组达到了长期平稳运行。

方法二：在风机叶轮上加装附加叶片。

在现场处理风机积灰时，在很多情况下，都是在靠近轮盘的叶片非工作面上产生积灰。通过实践试验，在叶轮叶片非工作面侧轮盘进口位置上加装一个附加叶片（如图2所示），能有效阻止叶轮积灰的产生。

由于在叶片进口侧的轮盘上加装了附加叶片，使风机的叶片与附加叶片之间形成一风道，在附加叶片的作用下部分气流吹向叶片的非工作面，将原可能会粘附到叶片上的积灰改变流动方向，使叶片非工作面的积灰得以减少。同时，由于这部分气流的作用，改变了靠近叶片的非工作面的气流分离状态，避免了在此区域产生的二次气流，改变了粉尘颗粒在叶片非工作面上的吸附状态，使叶轮的积灰情况得到改善。

此方法的优点是结构简单，在现场改进很方便，且改造成本低，特别适宜清除叶片上积灰比较严重的情况。本公司用于昆明某企业的NF103-25D风机，改造前积灰非常严重，原来平均每天要停机清灰1～2次，经过增加此风道式吹风结构的改造后，叶轮的积灰情况大大改善，改造后的风机基本上4～5个月能保持平稳运行，目前的风机几乎无需专门停机清灰（整个系统的机修周期约4个月左右），其性能也满足使用要求，系统运转十分经常。

以上2种方法均能降低尘埃在风机运转过程中积聚在叶轮上（即不停机清灰），虽然加装置后理论上对风机的性能有一定的影响，但对于上述叶轮直径2m以上的风机，改造后的实际性能与改造前的性能参数相差很小，不会影响系统的正常运行，只是电流略有点上升。不停机清灰能减小开停机的各项损失，从而大大提高企业经济效益。

还有一种简便易行的方法，即在风机停机时用一种喷嘴吹扫装置对叶轮的积灰进行喷射。

此装置是在一管子上加装一排喷嘴（3～4个），将喷嘴调成不同角度（径向对着叶轮），喷嘴经水管与水泵连接，高压水作为冲刷积灰的动力介质，对叶轮积灰处进行喷射。当风机停机需要清灰时打开清灰门和机壳底部的放水阀门，将高压水喷射在叶轮的积灰处进行冲刷，将冲刷下来的积灰连同水一起通过机壳底部加装的阀门排出，这样就可达到清除叶轮积灰、确保风机平稳运行之目的。

喷射的介质，可采用水、压缩空气、水蒸汽等，但它们各有优缺点，应按积灰情况作相应选择。

采用压缩空气来冲刷，对于一般的干松灰是可以的，但对于表面粘结灰，采用压缩空气效果就不太显著。另外，采用压缩空气吹扫存在会使尘土飞扬，对操作人员及环境卫生不利等缺点。

采用水作清灰介质，与用压缩空气相比，具有清灰范围大、效果好、对叶片磨损小，周围环境利于人员操作等优点。不过高压水冲射清灰后会增量机壳内的湿度，短时间内会加快粉尘在叶片上的积聚速度。用水作为清灰介质的缺点是要消耗水资源，且需设置沉降池，需占用一定场地。

采用水蒸汽作清灰介质，它不但具有水冲射的特点，还能用来冲刷化工油脂类的灰尘。不过水蒸汽用后会增加气体的湿度，且成本高，一般用于有余热蒸汽的企业及对特殊积灰情况（例油脂类）的清灰。

此方法是须停机后清灰，适用于有备用风机的场合定时定期的清灰，由于它结构简单，投入少，运行成本低，清灰效果好，得到了很多用户的采纳应用。

3 结论

1）造成风机积灰的主要影响因素是含尘气体的含尘浓度和含尘气体的湿度。

2）采用气流喷嘴吹扫装置及加装附加叶片的风道式吹风结构，能达到破坏和减弱尘粒在风机叶轮上的积聚，延缓或消除了叶轮的积灰，大大延长风机平稳运行的时间从而提高风机的使用寿命。

3）对停机清灰方法清灰介质的选择进行了分析，笔者认为用水作为清灰介质更常用、适应场合更广。

参考文献

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