王廣強
(山東德州中聯(lián)大壩水泥有限公司,253021)
0 引 言
我公司2 500 t/d回轉(zhuǎn)窯配用丹麥?zhǔn)访芩构旧a(chǎn)的雙調(diào)節(jié)可伸縮式DUOFLEX燃燒器,該燃燒器的特點是位置、風(fēng)、火焰形狀都可以調(diào)整。DUOFLEX燃燒器部件的磨損及燒損是比較常見的使用問題,本文就這些部件的修復(fù)措施進行介紹,僅供參考。
1 燃燒器噴頭出現(xiàn)的磨損及修復(fù)
1.1 燃燒器噴頭的結(jié)構(gòu)
DUOFLEX燃燒器噴頭的結(jié)構(gòu)主要由外管與內(nèi)管組成。外管里面含有內(nèi)筒,內(nèi)筒上側(cè)有兩個調(diào)整螺栓,下側(cè)有兩條軌道,內(nèi)筒頭部設(shè)有一圈切向螺旋葉片。燃燒器的內(nèi)管設(shè)有四個通道,由外到內(nèi)分別是內(nèi)風(fēng)通道、煤風(fēng)通道、中心風(fēng)通道及燃油通道。在外管與內(nèi)管之間也組成一個通道,即外風(fēng)通道。燃燒器在工作中,外風(fēng)平行于燃燒器軸線運動形成軸流風(fēng),內(nèi)風(fēng)通過切向螺旋葉片形成旋流風(fēng)。軸流風(fēng)與旋流風(fēng)混合后,從外管與內(nèi)管的端面徑向間隙中噴出。DUOFLEX燃燒器噴頭的結(jié)構(gòu)及各風(fēng)道見圖1所示。
1.2 噴頭外管的磨損與修復(fù)
1.2.1 噴頭外管出現(xiàn)的問題
燃燒器的噴頭外管經(jīng)過多年的使用,其端面噴頭軸向25 mm處磨損較嚴(yán)重,磨損深度3 mm~7 mm,使內(nèi)外管之間的端面徑向間隙變大,且不均勻,見圖2所示。磨損的原因,是內(nèi)管與外管的端面差(兩端面之間的差距)造成。生產(chǎn)上由于操作上的習(xí)慣,為了獲得理想的煅燒火焰,通常通過調(diào)整內(nèi)管與外管的端面差來調(diào)整一次風(fēng)的通風(fēng)面積,從而控制火焰的形狀。調(diào)整端面差的范圍為20 mm~45 mm。當(dāng)內(nèi)管與外管端面出現(xiàn)差值時,從內(nèi)管噴出的煤風(fēng)(含煤的風(fēng))體積迅速變大,與軸流風(fēng)、旋流風(fēng)混合后,沖刷著有端面差的外管,向窯內(nèi)噴去。燃燒器用的時間長了,就出現(xiàn)外管端面的磨損。
1.2.2 修復(fù)措施
噴頭外管磨損的修復(fù)采用補焊的方法。根據(jù)燃燒器外管采用的材質(zhì),將更換下來的噴頭外管,用不銹鋼焊條A402進行焊接修補。
(1)準(zhǔn)備工具。Φ100 mm的角磨機一件,備有80目、120目砂輪各一套;樣板套筒一件。樣板套筒根據(jù)外管端面內(nèi)徑的尺寸制作,材質(zhì)采用ZG35,壁厚8 mm,長度100 mm。中間用兩根Φ10 mm的鋼筋互相垂直焊接在一起,作為手柄,見圖3所示。
(2)將制作好的樣板套筒放在燃燒器端面內(nèi),樣板套筒的外端與外管的端面在同一垂直面內(nèi),測量各磨損面磨損的程度,確定補焊的厚度。
(3)用A402焊條進行補焊。補焊先從端面口開始,軸向施焊,焊口長度以磨損的長度為準(zhǔn),先依次焊補第一層。焊補完后,用小錘將電焊藥皮清理干凈。注意:焊點接茬要相互聯(lián)貫,中間不能有夾渣。如果發(fā)現(xiàn)夾渣,要清理干凈,再用電焊將渣孔焊滿填平。
(4)用樣板套筒測量補焊情況,以確定再次施焊的厚度及施焊位置,施焊厚度最終達到樣板套筒的外徑尺寸為止。施焊中,可能有焊接高點不方便樣板套筒的測量,此時用角磨機研磨高點即可。
(5)最后,用80目角磨機將補焊點打磨平整,然后再換用120目砂輪打磨光滑。由于外管噴頭磨損和修補的程度不一樣,工作量一般為7~10 h。
1.3 噴頭內(nèi)管的磨損與修復(fù)
1.3.1 噴頭內(nèi)管外表面的修復(fù)
噴頭內(nèi)管外表面的磨損點,是機械損傷,位置在外管的兩個調(diào)整螺栓處。磨損的原因是頻繁調(diào)整內(nèi)外管的端面徑向間隙時,兩個調(diào)整螺旋頂?shù)锰o,在內(nèi)管上部的外表面處,劃出兩道深約1.2 mm、寬10 mm的劃痕。兩道劃痕在燃燒器使用中,出現(xiàn)兩種現(xiàn)象:一是內(nèi)外管之間的徑向間隙不一樣,形成上窄下寬,窄處風(fēng)速快、平直,寬處風(fēng)速慢、發(fā)散,燃燒器形成的火焰偏下;二是旋流風(fēng)容易集中在劃痕內(nèi),集中向外管噴出,在外管端面上,出現(xiàn)兩個比較明顯的凹點,像兩個羊角,見圖2所示。
內(nèi)管外表面的修復(fù),主要是兩道頂絲的劃痕。修復(fù)時間要安排在更換燃燒器外管時,將露出的內(nèi)管劃痕,用A402焊條施焊修復(fù)。施焊時,焊條移動的速度要比正常焊接時快一點,施焊的高度不要太厚。然后分別用粗細(xì)砂輪處理平滑。
1.3.2 噴頭內(nèi)管內(nèi)面的修復(fù)
噴頭內(nèi)管內(nèi)面的修復(fù),在煤風(fēng)出口的四個端面支撐點上。這四個支撐點,受煤風(fēng)的磨損最快,一般使用周期不超過一年。原設(shè)計的支撐點見圖4所示,是四塊下底長100 mm×上底長60 mm×寬30 mm(厚5 mm)梯形16Mn鋼片。更換支撐點的方法,就是錯開這四個磨損的支撐點,在其旁邊焊接四塊尺寸相同16Mn鋼片,由于現(xiàn)場焊接工藝長度有限,鋼片的尺寸設(shè)計成60 mm×30 mm×5mm即可。
這里需要注意的是,原磨損的支撐塊要清理干凈。如果清理不徹底,煤風(fēng)在通過磨損的原支撐鋼片時,會改變風(fēng)向,沿著原殘留的斜面,集中向中心風(fēng)的外表面吹去,最后中心風(fēng)的外表面端部磨出四道溝痕,見圖4所示。我公司在檢修燃燒器時,就發(fā)現(xiàn)存有上述現(xiàn)象。采取的措施是:將原磨損殘留的支撐鋼片清理干凈,用不銹鋼焊條A402修補中心風(fēng)端面溝痕,最后打磨平滑。
2 燃燒器燒毀后的修復(fù)
2.1 燃燒器燒毀的形式
當(dāng)燃燒器頭部澆注料發(fā)生脫落時,由于操作人員未發(fā)現(xiàn)或企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)緊等原因,沒能及時撤出補打或更換備用的燃燒器,隨著時間的增長,頭部的耐熱鋼將被燒毀,產(chǎn)生變形而損壞,見圖5所示。
2.2 燃燒器燒毀后的修復(fù)
對于燒毀損壞的燃燒器,為延長其使用壽命,我們將損壞的部分切割去,按照原來的尺寸重新做個新的,與燃燒器用法蘭聯(lián)接,見圖6所示。然后按要求焊好扒釘,打上澆注料就可以用了。
這里重點介紹一下修復(fù)安裝的方法:在燃燒器安裝焊接新做的法蘭時,要求與新做的燃燒器部件聯(lián)接,要垂直,整體安裝后產(chǎn)生的偏差與燃燒器中心軸線偏差不得超過1.5 mm。具體操作:(1)校對新做的零部件,加上法蘭厚度尺寸,應(yīng)與原燃燒器長度一致;(2)以燃燒器尾部法蘭端面為基準(zhǔn),間隔90°等分四點,用標(biāo)尺來粗定燃燒器頭部的法蘭位置,用電焊進行點焊,使法蘭與燃燒器聯(lián)接有一定的強度;(3)安裝新做的燃燒器部件,法蘭中間加一層1 mm厚的石棉墊,然后用耐熱鋼螺栓緊實緊固;(4)將燃燒器安裝在內(nèi)管上,尾部的法蘭螺栓緊固(四個螺栓即可),然后開始校對新安裝的部件與內(nèi)管的同軸度。用錘輕輕擊打,來調(diào)整內(nèi)外管的間隙,保證同軸度偏差在1.5 mm之內(nèi);(5)用電焊把燃燒器上的法蘭焊牢焊實,法蘭緊固螺栓也要把螺母點焊上,以防止松動。最后將燃燒器卸下,按要求打上澆注料。
3 燃燒器風(fēng)管的修復(fù)
3.1 煤風(fēng)軟管的磨損與修復(fù)
燃燒器煤風(fēng)軟管采用鋼絲橡膠管。為便于燃燒器礦車的前后移動,鋼絲橡膠管設(shè)計得較長。正常使用時,整個膠管中間有一段自然彎曲。煤風(fēng)在通過彎曲的膠管時,某個點磨損較嚴(yán)重,一根新膠管,使用2個月后就會出現(xiàn)磨漏現(xiàn)象。修復(fù)措施:用尼龍布條,在磨漏處環(huán)環(huán)纏繞。尼龍布條寬100 mm,纏繞表面長度300 mm。纏繞時,磨漏處多纏幾圈,最后用鐵絲扎緊。此方法簡單易行,能延長鋼絲橡膠壽命一年以上。
3.2 一次風(fēng)軟管的損壞與修復(fù)
一次風(fēng)軟管采用金屬軟管,長時間的使用,在彎曲處也有漏風(fēng)現(xiàn)象。金屬軟管的漏風(fēng)不是磨損造成的,而是機械損傷。損傷的原因是更換燃燒器外管,移動礦車造成的。金屬軟管的修復(fù)措施:在漏風(fēng)處覆蓋一塊70 mm×100 mm厚10 mm的橡膠板,外面用70 mm寬的鋼圈扎緊。
4 結(jié)束語
回轉(zhuǎn)窯燃燒器的完好狀況,對熟料的煅燒和火焰的形狀影響很大。如果修復(fù)不及時,不但影響回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)、質(zhì)量,而且對燃燒器也造成很大的損傷。如煤風(fēng)通道四塊梯形支撐的磨損,嚴(yán)重時,將使內(nèi)管產(chǎn)生機械變形,給企業(yè)造成很大的損失。DUOFLEX燃燒器噴頭外管的焊接修復(fù),現(xiàn)場操作比較容易,一般維修人員就可以操作。燃燒器更換新噴頭的修復(fù),此方法投資較大,盡量避免,操作中發(fā)現(xiàn)燃燒器頭部澆注料脫落,應(yīng)做到及時維修或更換。