技术领域
[0001] 本
发明属于风机技术领域，尤其涉及一种用于烟气脱硝装置的高温稀释风机及烟气脱硝系统。
背景技术
[0002]
钢铁行业中的
烧结烟气中的NOx浓度在实施
净化改造前一般均无法达到国家最新排放要求，均需配套烧结烟气脱硝装置，采用SCR脱硝工艺，利用
氨作为
选择性催化还原剂，将氮
氧化物还原为氮气，经处理后的烟气中NOx浓度≤50mg/Nm3。高温稀释风机的作用是用于
抽取加热炉后的原烟气，
温度约280℃，送入氨/空气混合器，将氨气浓度稀释到体积含量5％以下，然后通
过喷射装置进入脱硝塔。
[0003]
现有技术的高温稀释风机由机壳、
主轴、
叶轮、传动机构及
电机等模
块组成，其模块是以电机驱动主轴，带动叶轮在机壳内旋转，从而产生引用作用。但是常规设计中的高温稀释风机一般均按照普通低速离心引风机的设计原理进行(低速泛指叶轮转速在1500r/min以下的风机)，并且常规风机设计均是采用入口三
叶片调节
门进行截流调节，导致进口气流紊乱，风机运行效率偏低，噪声大，振动也偏大。
[0004] 针对常规风机存在的上述问题，设备现场维护量大、非计划停机较多、调节经济性差，迫切需要采用高效稳定的风机设备来替代。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种高温稀释风机及烟气脱硝系统，适用于烟气脱硝系统，采用第一、第二非金属软连接、花瓣式调节门以及收敛式锥弧形集流器提高风机运行速率以及降低噪声，减小振动。
[0006] 为解决上述问题，本发明的技术方案为：
[0007] 一种高温稀释风机，用于烟气脱硝系统，包括：
[0008] 第一非金属软连接，所述第一非金属软连接的输入端与所述烟气脱硝系统的管路连接；
[0009] 花瓣式调节门，所述花瓣式调节门的输入端固连于所述第一非金属软连接的输出端；
[0010] 收敛式锥弧形集流器，所述收敛式锥弧形集流器的输入端固连于所述花瓣式调节门的输出端；
[0011] 螺旋机壳，所述收敛式锥弧形集流器的输出端固连于所述螺旋机壳；
[0012] 第二非金属软连接，所述第二非金属软连接固连于所述螺旋机壳的出口端；
[0013] 传动部，所述传动部包括传动主轴，所述传动主轴的一端伸入所述螺旋机壳内；
[0014] 叶轮，所述叶轮固定套装在所述传动主轴在所述螺旋机壳内的轴伸端；
[0015] 驱动部，所述驱动部的
输出轴通过
联轴器与所述传动主轴连接，用于驱动所述传动主轴旋转；
[0016] 固定座，所述螺旋机壳固定于所述固定座的侧面，所述传动部和驱动部分别固定在所述固定座的上表面。
[0017] 优选
实施例，所述叶轮为后向直板式
不锈钢叶轮，所述叶轮为若干片后向直板式叶片与平直前盘、平后盘组合
焊接成的整体式叶轮，可以很好地控制叶片出口安装
角度，兼顾到运行效率和
耐磨性能，同时叶轮设计成后向直板式叶片，当出口安装角度为71.5°，可以增厚叶片附近
层流的
边界层厚度，进而可以改变气固两相流中作用在固体粒子上的
力乃至改变粒子的运动和轨迹，减小粒子对叶片前缘的冲角，在改善叶片磨损情况的同时，避免了介质中的尘粒在叶片非工作面上的粘附。
[0018] 优选实施例，所述叶轮的材质为
双相不锈钢2205，将叶轮的材料选用双相不锈钢2205是考虑到烟气中含有一定的
水分，气体介质呈现一定的弱酸性，叶轮材质必须采用耐弱酸性的材质，又必须能够承受在2900r/min下长期运行时的最大复合
应力。
[0019] 优选实施例，还包括压盖式
迷宫密封，所述压盖式迷宫密封套设在所述传动主轴上，并固定在所述螺旋机壳的侧面上，所述压盖式迷宫密封用于密封所述螺旋机壳，所述压盖式迷宫密封为三道迷宫密封，有效阻止螺旋机壳内部气体向外泄露。
[0020] 优选实施例，若压盖式迷宫密封采用
螺栓与螺旋机壳固定，测量压盖式迷宫密封的内孔与传动主轴外表面的间隙，压盖式迷宫密封与传动主轴的间隙控制在0.5mm以内，调节紧定螺栓的松紧度。
[0021] 优选实施例，还包括铸
铝合金风冷
散热轮，所述铸
铝合金风冷散热轮固定在所述压盖式迷宫密封与所述传动部之间的传动主轴上，且所述铸铝合金风冷散热轮与所述
传动轴过盈配合，所述铸铝合金风冷散热轮采用径向式叶轮，吸收通过传动主轴传递过来的热量，并向外部散发，阻断一部分热量向传动部内部的
轴承传递。
[0022] 优选实施例，所述传动部还包括
滚动轴承，所述滚动轴承进一步包括
支撑端滚动轴承和止推端滚动轴承，所述支撑端滚动轴承安装在所述传动主轴安装所述叶轮的一端，所述止推端滚动轴承安装在所述传动主轴安装所述联轴器的一端；支撑端滚动轴承用于承受叶轮的径向
载荷为主，止推端滚动轴承用于承受气流产生的指向叶轮进口的轴向推力；设置支撑端滚动轴承和止推端滚动轴承是为了保证风机设备在运转中，当烟气温度升高时，传动主轴和滚动轴承可以按照规定方向向两侧自由膨胀，止推端滚动轴承主要用于补偿轴承自身的膨胀，并作为传动主轴热伸长的
支点；支撑端滚动轴承除了补偿轴承自身的膨胀外，更主要的是要给传动主轴的热伸长留有余地。
[0023] 优选实施例，所述传动部上安装有双金属
温度计，用于实时检测所述高温稀释风机运行过程中的轴承温度。
[0024] 优选实施例，所述传动部的
箱体水平
位置安装有振动检测
传感器，用于实时检测所述高温稀释风机运行过程中的振动，尤其是叶轮的动平衡状况。
[0025] 优选实施例，还包括低压变频调速装置，所述低压变频调速装置与所述驱动部电连接，用于调节驱动部的转速，进而改变风机的风量和风压，适应脱硝系统工艺的需求。
[0026] 优选实施例，还包括剪切型
橡胶减震器，所述剪切型橡胶减震器固定在所述固定座的下表面上，由于剪切型橡胶减震器的自振
频率为6～12Hz，而高温稀释风机的干扰频率为48.3Hz，两者相差4～8倍，隔振效率较好，因此优先采用剪切型橡胶减震器，成本低廉，可收到事半功倍的效果。
[0027] 优选实施例，所述螺旋机壳的蜗板厚度为6mm，侧板的厚度为8mm，进、出口的
法兰厚度为12mm，采用加厚的锰钢板焊接成对数螺旋机壳，收集叶轮动压，并转换成静压能，去克服系统管网阻力。
[0028] 优选实施例，所述花瓣式调节门的花瓣式叶片数量与所述叶轮数量互为质数，避免产生气流耦合振动现象。
[0029] 本发明还提供了一种烟气脱硝系统，包括上述实施例所述的高温稀释风机。
[0030] 本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0031] 本发明采用第一非金属软连接和第二非金属软连接作为风机与脱硝系统连接，非金属软连接是采用聚四氟衬不锈钢编织网制作，具有耐高温耐
腐蚀耐磨损性能，一是可以补偿高温稀释风机与系统管路上的安装误差，二是可以吸收
热膨胀产生的伸缩缝隙，消除硬性力的传递，隔离风机与进出口管道之间的振动传递。然后花瓣式调节门与第一非金属软固连，花瓣式调节门通过
转轴同步调节花瓣式叶片的开启角度，具有气流预选功能，最后花瓣式调节门与收敛式锥弧形集流器固连，收敛式锥弧形集流器与螺旋机壳固连，螺旋机壳内封闭有叶轮，将集流器设计成收敛式锥弧
流线型的整体结构，烟气气流以先
加速后减速的方式充满叶轮进口截面，减少气流进入叶轮入口时的冲击损失，进而减少震动。因此采用本发明提供的高温稀释风机，不仅适应脱硝系统中高温的工作条件，而且降低了振动。
附图说明
[0032] 图1为本发明实施例1中的高温稀释风机结构的主视图；
[0033] 图2为本发明实施例1中的高温稀释风机结构的右视图；
[0034] 图3为本发明实施例1中的传动部结构的主视图；
[0035] 图4为本发明实施例1中的传动部结构的侧视图；
[0036] 图5为本发明实施例1中的传动部轴承
润滑油油封的机构示意图；
[0037] 图6为本发明实施例2所述的一种烟气脱硝系统示意图。
[0038] 附图标记说明：1-第一非金属软连接；2-花瓣式调节门；3-收敛式锥弧形集流器；4-螺旋机壳；5-叶轮；6-压盖式迷宫密封；7-铸铝合金风冷散热轮；8-传动部；9-联轴器；10-驱动部；11-固定座；12-剪切型橡胶减震器；13-低压变频控制装置；14-第二非金属软连接；
8001-下座；8002-上盖；8003-迷宫密封型侧盖；8004-支撑端滚动轴承；8005-止力端滚动轴承；8006-止动
垫圈；8007-固定圆
螺母；8008-支撑端挡圈；8009-止力端挡圈；8010-传动主轴；8011-双金属温度计；8012-振动检测传感器；8013-销轴。
具体实施方式
[0039] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种高温稀释风机及烟气脱硝系统作进一步详细说明。根据下面说明和
权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
[0040] 实施例1
[0041] 参看图1和图2，在一个实施例中，一种高温稀释风机，主要用于烟气脱硝系统，包括：
[0042] 第一非金属软连接1，采用聚四氟衬不锈钢编织网制作，在编织网的里侧安装有顺气流流动方向的金属导流板，具备耐高温耐腐蚀耐磨损性能，第一非金属软连接1的输入端与烟气脱硝系统的管路法兰连接；
[0043] 花瓣式调节门2，花瓣式调节门2为手动调节门，采用11片花瓣式叶片通过转轴同步调节开启角度，花瓣式调节门2的输入端固连于第一非金属软连接1的输出端；
[0044] 收敛式锥弧形集流器3，采用11片花瓣式叶片通过转轴同步调节开启角度，具有气流预旋功能；优选地，花瓣式叶片数量与叶轮叶片数量互质，避免产生气流耦合振动现象；花瓣式调节门2的输出端采用8只紧定螺栓、平垫圈、
弹簧垫圈和螺母固定连接收敛式锥弧形集流器3的输入端，注意压紧无间隙，防止气体
泄漏；
[0045] 螺旋机壳4，收敛式锥弧形集流器3的输出端采用16只紧定螺栓固连在螺旋机壳4的侧板上，并且注意压紧无间隙，防止气体泄漏；
[0046] 第二非金属软连接14，第二非金属软连接14的输入端固连于螺旋机壳4的出口端，第二非金属软连接14的输出端与脱硝系统管路法兰连接；
[0047] 传动部8，传动部8包括传动主轴8010，传动主轴8010的一端伸入螺旋机壳4内；
[0048] 叶轮5，叶轮5固定套装在传动主轴8010在螺旋机壳4内的轴伸端，并采用止动垫圈和圆螺母进行周向和轴向固定；
[0049] 驱动部10，驱动部10的输出轴通过联轴器9与传动主轴8010连接，用于驱动传动主轴8010旋转；优选地，驱动部10采用YE3国家标准Ⅰ级能效低压
电动机；联轴器9为弹性套柱销联轴器9，采用弹性套、柱销及弹簧垫圈、
锁紧螺母将驱动部10输出主轴的半联轴器和传动主轴8010的半联轴器连接为一个整体，根据风机转速和负载
扭矩采用国家标准件，联轴器9和传动主轴8010的轴孔采用过渡紧配合，联轴器9可以减小在调速过程中的应力变化，减缓对叶轮5
转子的冲击。
[0050] 固定座11，螺旋机壳4用螺栓、平垫圈和弹簧垫圈、螺母紧固在固定座11的侧面，传动部8和驱动部10分别采用紧定螺栓、平垫圈、弹簧垫圈和螺母固定在固定座11的上表面；
[0051] 固定座11为采用加厚低
碳钢焊接而成的钢
支架，经过
退火处理消除焊接内应力，上表面经过刨床刨削加工，与传动部8固定联接，下表面放置在钢结构平台上的槽钢支架上，优选采用剪切型橡胶减震器12安装在钢支架的下表面，用于减震，避免风机与钢结构平台发生耦合振动；由于剪切型橡胶减震器12的自振频率为6～12Hz，而高温稀释风机的干扰频率为48.3Hz，两者相差4～8倍，隔振效率较好，因此优先采用剪切型橡胶减震器12，成本低廉，可收到事半功倍的效果；钢板焊接钢底座的中心高在基准值的
基础上呈负偏差(0，-1)mm，可保证在安装过程中通过调整
垫片确保风机传动主轴8010的轴向和径向对中控制在
0.03mm以内；整体钢支架与螺旋机壳4为分离式，避免了机壳振动向整体钢支架传递，同时也阻断了机壳内部热量向整体钢支架的一个传导途径；整体钢支架的面板厚度12mm，侧板厚度8mm，筋板厚度8mm，分别比常规风机设计加厚了50％、60％、60％，确保支架
刚度；在整体支架面板固定传动部8和电机的轴向与水平位置上均焊接调节挡块，用于调整传动主轴
8010水平对中，保证风机长期运行同心度不会发生偏移。
[0052] 本实施例采用第一非金属软连接1和第二非金属软连接14作为风机与脱硝系统连接，非金属软连接是采用聚四氟衬不锈钢编织网制作，具有耐高温耐腐蚀耐磨损性能，一是可以补偿高温稀释风机与系统管路上的安装误差，二是可以吸收热膨胀产生的伸缩缝隙，消除硬性力的传递，隔离风机与进出口管道之间的振动传递。然后花瓣式调节门2与第一非金属软固连，花瓣式调节门2通过转轴同步调节花瓣式叶片的开启角度，具有气流预选功能，优选花瓣式叶片的数量与叶轮5的叶片数量互为质数，避免产生气流耦合振动现象；最后花瓣式调节门2与收敛式锥弧形集流器3固连，收敛式锥弧形集流器3与螺旋机壳4固连，螺旋机壳4内封闭有叶轮5，将集流器设计成收敛式锥弧流线型的整体结构，烟气气流以先加速后减速的方式充满叶轮5进口截面，减少气流进入叶轮5入口时的冲击损失，进而减少震动。因此采用本发明提供的高温稀释风机，不仅适应脱硝系统中高温的工作条件，而且降低了振动。
[0053] 优选实施例，叶轮5为后向直板式不锈钢叶轮5，叶轮5采用12片后向直板式叶片与平直前盘、平后盘组合焊接成的整体式叶轮5，可以很好地控制叶片出口安装角度，兼顾到运行效率和耐磨性能，同时叶轮5设计成后向直板式叶片，当出口安装角度为71.5°，可以增厚叶片附近层流的边界层厚度，进而可以改变气固两相流中作用在固体粒子上的力乃至改变粒子的运动和轨迹，减小粒子对叶片前缘的冲角，在改善叶片磨损情况的同时，避免了介质中的尘粒在叶片非工作面上的粘附。
[0054] 优选实施例，叶轮5的材质为双相不锈钢2205，将叶轮5的材料选用双相不锈钢2205是考虑到烟气中含有一定的水分，气体介质呈现一定的弱酸性，叶轮5材质必须采用耐弱酸性的材质，又必须能够承受在2900r/min下长期运行时的最大复合应力。
[0055] 优选实施例，还包括压盖式迷宫密封6，压盖式迷宫密封6套设在传动主轴8010上，并固定在螺旋机壳4的侧面上，压盖式迷宫密封6用于密封螺旋机壳4，压盖式迷宫密封6为三道迷宫密封，有效阻止螺旋机壳4内部气体向外泄露。
[0056] 优选实施例，若压盖式迷宫密封6采用螺栓与螺旋机壳4固定，测量压盖式迷宫密封6的内孔与传动主轴8010外表面的间隙，压盖式迷宫密封6与传动主轴8010的间隙控制在0.5mm以内，调节紧定螺栓的松紧度。
[0057] 优选实施例，还包括铸铝合金风冷散热轮7，铸铝合金风冷散热轮7的上下哈夫采用两只螺栓、弹簧垫圈和螺母固定在压盖式迷宫密封6与传动部8之间的传动主轴8010的圆周面上(且该段的主轴圆周面应进行磨削加工，加工粗糙度应达到0.8μm)，且注意铸铝合金风冷散热轮7与传动轴结合面应箍紧牢固，防止松动跟转，确保散热效果；铸铝合金风冷散热轮7采用径向式叶轮5，吸收通过传动主轴8010传递过来的热量，并向外部散发，阻断一部分热量向传动部8内部的轴承传递。
[0058] 参看图3和图4，优选实施例，传动部8还包括下座8001、上盖8002、迷宫密封型侧盖8003、滚动轴承、止动垫圈8006、固定圆螺母8007、支撑端挡圈8008、止力端挡圈8009，传动主轴8010采用数控精密机床穿心刀杆整体镗削加工制造而成，传动部8的铸件(包括下座
8001、上盖8002、迷宫密封型侧盖8003)均采用聚酯砂型铸件加工而成，下座8001和上盖
8002之间用销轴8013
定位，传动主轴8010采用合金结构钢35CrMo经调质后精密加工而成，具备充分的安全性和抗疲劳性；滚动轴承采用
汽轮机油对滚动轴承进行润滑，两端侧盖的油封采用迷宫密封加甩油沟、回
油槽和回流孔的组合密封结构，确保传动装置常年运行不漏油；
[0059] 滚动轴承进一步包括支撑端滚动轴承和止推端滚动轴承，支撑端滚动轴承安装在传动主轴8010安装叶轮5的一端，止推端滚动轴承安装在传动主轴8010安装联轴器9的一端；支撑端滚动轴承用于承受叶轮5的径向载荷为主，止推端滚动轴承用于承受气流产生的指向叶轮5进口的轴向推力；设置支撑端滚动轴承和止推端滚动轴承是为了保证风机设备在运转中，当烟气温度升高时，传动主轴8010和滚动轴承可以按照规定方向向两侧自由膨胀，止推端滚动轴承主要用于补偿轴承自身的膨胀，并作为传动主轴8010热伸长的支点；支撑端滚动轴承除了补偿轴承自身的膨胀外，更主要的是要给传动主轴8010的热伸长留有余地。
[0060] 优选实施例，传动部8支撑端滚动轴承和推力端滚动轴承的对应位置分别安装一支带铂热
电阻的双金属温度计8011，可现场和远程实时监视风机运行过程中的轴承温度。
[0061] 优选实施例，传动部8支撑端滚动轴承的箱体水平位置安装有振动检测传感器8012，用于实时检测高温稀释风机运行过程中传动部8的振动，尤其是叶轮5的动平衡状况。
[0062] 优选实施例，还包括低压变频调速装置13，低压变频调速装置13与驱动部10电连接，在低压变频调速装置13的控制面板上就地或通过
控制电缆远程给定控制
信号，调节驱动部10的转速，进而改变风机的风量和风压，适应脱硝系统工艺的需求。
[0063] 优选实施例，螺旋机壳4的蜗板厚度为6mm，侧板的厚度为8mm，进口和收敛式锥弧形集流器3连接和出口与非金属软连接的法兰厚度均为12mm，并带有凹凸面，确保结合面密封无泄漏，采用加厚的锰钢板焊接成对数螺旋机壳4，收集叶轮5动压，并转换成静压能，去克服系统管网阻力。
[0064] 实施例2
[0065] 参看图6，一种烟气脱硝系统，使用实施例1提供的高温稀释风机，实施例1提供的高温稀释风机的配备有高效低压电机带动叶轮旋转，产生吸力，将烧结原烟气与加热炉高温烟气混合后的烟气(温度约280℃)，依次经过第一非金属软连接1、花瓣式调节门2、收敛式锥弧形集流器3，烟气沿风机轴向进风，利用叶轮5旋转的机械能转换为压力能和
动能，沿螺旋机壳4将烟气径向输出，经由螺旋机壳4的出口和第二非金属软连接14送入氨/空气混合器，将氨气浓度稀释到体积含量5％以下，然后通过喷射装置进入脱硝塔。
[0066] 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
