1 前言

    馬鋼第三燒結(jié)廠185m²燒結(jié)機(jī)尾電除塵系統(tǒng)承擔(dān)著燒結(jié)主機(jī)、單棍、帶冷及轉(zhuǎn)運(yùn)站等45個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)的粉塵回收處理。煙氣處理量78.6×10⁴m³/h，其除塵風(fēng)機(jī)選用Y4-73-11NO311/2F左45°型鍋爐引風(fēng)機(jī)，功率1600kW。原設(shè)計(jì)配置風(fēng)門調(diào)節(jié)為四連桿機(jī)構(gòu)，電動(dòng)執(zhí)行器選用DKJ-510型。

    2 存在問題分析

    經(jīng)投用至今8年多生產(chǎn)實(shí)踐，該系統(tǒng)除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在多方面不足：

    2.1 電動(dòng)執(zhí)行器選型偏小

    該除塵風(fēng)機(jī)屬大型鍋爐引風(fēng)機(jī)，而風(fēng)門執(zhí)行器選用DKJ-510型規(guī)格偏小，實(shí)用中無(wú)論是電動(dòng)還是手動(dòng)均顯負(fù)載阻力較大、操作困難，同時(shí)出現(xiàn)風(fēng)門工作點(diǎn)漂移、自鎖困難等現(xiàn)象。

    2.2 執(zhí)行器安裝基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠

    原設(shè)計(jì)電動(dòng)執(zhí)行器安裝在距地面+3.5m高平臺(tái)上，安裝平臺(tái)為混凝土板簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度及剛度均較差，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)導(dǎo)致其整體震動(dòng)，因此也破壞了執(zhí)行器自鎖功能的穩(wěn)定性。

    2.3 四連桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)原設(shè)計(jì)存在缺陷

    2.3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)理論上屬于平面連桿機(jī)構(gòu)范疇，而且是具有雙搖桿的鉸鏈四連桿。依相關(guān)設(shè)計(jì)理論為保證良好運(yùn)轉(zhuǎn)，在滿足需要的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意滿足相關(guān)規(guī)范，即連桿機(jī)構(gòu)的輸出*小傳動(dòng)角γ_min具有較大值，中等及以上力矩負(fù)載規(guī)范要求γ_min>40°，而原設(shè)計(jì)不滿足這一要求。原風(fēng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)測(cè)技術(shù)參數(shù)如下：

    風(fēng)門搖桿a：400mm；
    連桿b：820mm；
    執(zhí)行器搖桿c：450mm；
    機(jī)架d：825mm。

    機(jī)構(gòu)工作示意圖見圖1，有關(guān)參數(shù)計(jì)算示意見圖2，具體運(yùn)行極限（全閉、全開）參數(shù)見表1。

表1 原執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行兩極限位置參數(shù)

    注：表中★為實(shí)測(cè)參數(shù).

    利用計(jì)算式：

    由計(jì)算可知當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)門接近全開位置時(shí)（參見圖1），四連桿機(jī)構(gòu)傳遞載荷處于*不利狀態(tài)，輸出傳動(dòng)角γ_min=21.0°。這是造成實(shí)際中操作困難的重要原因。

    2.3.2 原設(shè)計(jì)還導(dǎo)致風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度不足。從計(jì)算知（見表1）風(fēng)機(jī)搖桿α角度全行程為78.60°，百葉閥風(fēng)門從理論上講全行程應(yīng)為0~90°，而原設(shè)計(jì)實(shí)際開度僅為理論開度的87.3%（78.60÷9O×100%=87.3%），造成能源浪費(fèi)。

    上述諸多問題，不僅嚴(yán)重影響該系統(tǒng)的除塵效率，造成各收塵點(diǎn)崗位粉塵超標(biāo)，而且回顧歷史也是導(dǎo)致1998年該系統(tǒng)除塵主管嚴(yán)重積料坍塌、風(fēng)機(jī)發(fā)生重大事故的原因。同時(shí)執(zhí)行器的安裝位置，既不方便操作，又危及安全。進(jìn)行技術(shù)改造勢(shì)在必行。

    3 改造設(shè)計(jì)

    3.1 改造內(nèi)容

    針對(duì)上述問題，2002年決定利用年修機(jī)會(huì)對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造。首先將原有DKJ-510型電動(dòng)執(zhí)行器改用DKJ-710規(guī)格。解決選型偏小、自鎖性能差的問題。

    其次拆除+3.5m安裝平臺(tái)，將執(zhí)行器移至±0.00平臺(tái)安裝，既便于操作同時(shí)又消除基礎(chǔ)單薄、穩(wěn)定性差、運(yùn)行振動(dòng)等缺陷。

    基于上述考慮，以四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，內(nèi)容如下：

    3.1.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)門搖桿口α利舊；

    3.1.2 電動(dòng)執(zhí)行器搖桿c重新制做，尺寸c仍取450mm，以確保風(fēng)門全行程之要求；

    3.2 機(jī)構(gòu)連桿b、機(jī)架d及執(zhí)行器安裝位置確定

    通過對(duì)風(fēng)門搖桿a開、關(guān)兩極限位置實(shí)地測(cè)量得到其位置參數(shù)（與水平線夾角）分別是-45°和40°（見圖3），角度全行程為85°，真實(shí)開度達(dá)到理論開度（90°）的94.44%，四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)將以此要求條件為前提進(jìn)行。

    為了保證機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)現(xiàn)良好的傳動(dòng)，依照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范必須注意遵循機(jī)構(gòu)輸出桿a在總行程的中點(diǎn)附近時(shí)，傳動(dòng)角獲得值（即γ_max90°）這一原則。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，取電動(dòng)執(zhí)行器搖桿c轉(zhuǎn)動(dòng)中心O1點(diǎn)位置，為四連桿機(jī)構(gòu)所在平面內(nèi)相對(duì)于風(fēng)門搖桿a轉(zhuǎn)動(dòng)中心O點(diǎn)下方鉛垂線上。即OO1連線為一鉛垂線（機(jī)架桿d）。

    依據(jù)標(biāo)高，取d=4130mm，搖桿口行程中點(diǎn)位置參數(shù)θ=-2.5°（見圖3），則連桿b

    代入計(jì)算得到b=41l2.86mm。至此機(jī)構(gòu)各桿件尺寸初步確定如下：范要求（見表2）。

    風(fēng)門搖桿a=400mm；
    連桿b=4112.86mm；
    執(zhí)行器搖桿c=450mm；
    機(jī)架d=4130，mm。

    結(jié)合圖2、圖3及前述計(jì)算式（1）（2），代入?yún)?shù)計(jì)算即可得到重新設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)各運(yùn)行參數(shù)見表2。

表2 風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行兩極限位置參數(shù)

    3.3 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角驗(yàn)算

    從分析可知執(zhí)行機(jī)構(gòu)在關(guān)閉及全開兩極限位置時(shí)，傳動(dòng)角為*小值，此時(shí)桿件受力*為不利，利用前述計(jì)算式（3），代入各參數(shù)計(jì)算可得到γ_min=50.70°，γ_min開=43.88°；完全滿足γ_min>40設(shè)計(jì)規(guī)范要求（見表2）。

    結(jié)合改造設(shè)計(jì)后機(jī)構(gòu)工作示意圖（見圖3），得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)與風(fēng)門開度對(duì)應(yīng)位置參數(shù)，見表3。

表3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)與風(fēng)門開度對(duì)應(yīng)位置（與水平線夾角）

    4 改造效果

    2002年12月年修實(shí)施了上述技術(shù)改造，一周后年修結(jié)束即投入運(yùn)行至今，效果良好。改造前存在的諸多問題全部得到圓滿解決，既有利于安全生產(chǎn)、方便操作，又確保了除塵風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，也為機(jī)尾除塵系統(tǒng)進(jìn)一步提高效率提供了良好的設(shè)備保障，達(dá)到了改造的目的。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動(dòng)化儀表有限公司