淺談脫硫氧化風(fēng)機(jī)的檢修與維護(hù)

徐景芳

山東百年電力發(fā)展股份有限公司 山東 龍口 265700

0 引言

電廠煙氣脫硫是指：將鍋爐排出至煙囪前的含二氧化硫（SO2）的煙氣，通過合理的工藝流程和可靠的設(shè)備，進(jìn)行凈化處理，除去其中絕大部分SO2，然后再排入大氣環(huán)境中。

它的工作原理是：將石灰石破碎并研磨成粉狀，與水混合攪拌制成吸收漿液；吸收漿液通過漿液泵打入吸收塔內(nèi)。在塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣逆向混合接觸，使煙氣中的SO2被吸收漿液洗滌并與漿液中的CaCO3發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鈣，匯聚在吸收塔底部的漿池中。在塔底漿液池內(nèi)，需要鼓入大量的空氣，在攪拌機(jī)的作用下，亞硫酸鈣漿液與充入的空氣中的氧元素再發(fā)生反應(yīng)，強(qiáng)制氧化生成硫酸鈣，再由石膏漿液泵排出至經(jīng)石膏脫水系統(tǒng)，經(jīng)脫水處理后，最終形成質(zhì)量上乘的片狀的石膏硫酸鈣結(jié)晶體——這是理想的最終副產(chǎn)品。若氧氣不足或不能及時(shí)提供氧氣，就不能完全形成硫酸鈣晶體，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。由此可見，在漿池內(nèi)只有充足的空氣量，才是制成脫硫副產(chǎn)品——優(yōu)質(zhì)硫酸鈣的關(guān)鍵，這一設(shè)備一般由羅茨鼓風(fēng)機(jī)承擔(dān)，故稱其為氧化風(fēng)機(jī)。

百年電力三期脫硫系統(tǒng)配有4臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)，為保證充足的氧氣量，在正常情況下，三運(yùn)一備。其技術(shù)參數(shù)如下：

表1 氧化風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

1 氧化風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

羅茨旋轉(zhuǎn)葉輪鼓風(fēng)機(jī)為容積排出式機(jī)械，主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、羅茨機(jī)本體、專用卸荷閥、安全閥、進(jìn)、出氣口消音器、空氣濾清器及水冷卻系統(tǒng)和壓力、溫度保護(hù)系統(tǒng)組成。

該風(fēng)機(jī)由V型三角皮帶傳動(dòng)，如下圖1所示

圖1 羅茨風(fēng)機(jī)工作原理圖

羅茨風(fēng)機(jī)本體的結(jié)構(gòu)簡單，就是在兩平行軸上裝有一對雙凸葉輪，兩端設(shè)有齒端潤滑油箱和聯(lián)端潤滑油箱，在兩油箱內(nèi)內(nèi)嵌著鋁質(zhì)盤管式冷卻水管。雙凸葉輪在機(jī)殼內(nèi)反向旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)軸每旋轉(zhuǎn)一周，交替吸入四份等量容積的氣體，氣體由一側(cè)吸入機(jī)殼，由另一側(cè)即高壓端排出。具體工作原理如下：主轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體由右向左從進(jìn)風(fēng)口端壓縮移至排風(fēng)口端。在位置1時(shí)（假定主轉(zhuǎn)子在水平狀態(tài)為0°，將主轉(zhuǎn)子順時(shí)旋轉(zhuǎn)45°時(shí)的位置定為位置1），該凸葉輪頂端已脫離進(jìn)風(fēng)口端時(shí)，與內(nèi)殼壁間隙已被密封較嚴(yán)，另一端也剛剛打開與出風(fēng)口的間隙，其凸葉輪中部與內(nèi)殼壁間的空間為輸氣空腔，稱為輸氣空腔A，同樣，從轉(zhuǎn)子中部與機(jī)殼間的空間稱為輸氣空腔B。輸氣空腔A中存有的定量氣體，正被壓縮移至排風(fēng)口端，同時(shí)，輸氣空腔B正在吸入氣體，隨著該轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將同等量的氣體輸送至位置2。即主凸葉輪旋轉(zhuǎn)至90°時(shí)，此時(shí)，A氣腔中的空氣已被放出，B氣腔中的空氣同時(shí)被封閉壓縮，當(dāng)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至135°時(shí)，即在位置3時(shí)，B氣腔中的壓縮氣已被放出，A氣腔又開始吸入空氣，至180°時(shí)，主轉(zhuǎn)子呈水平狀態(tài)，從轉(zhuǎn)子呈垂直狀態(tài)，再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，恢復(fù)至位置1狀態(tài)，完成一個(gè)吸氣、壓縮、輸送、排出的循環(huán)過程。

專用卸載閥是羅茨風(fēng)機(jī)重要的專用配件之一。它確保風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)和停止運(yùn)行的時(shí)間段內(nèi)，能夠完全可靠地處于開通狀態(tài)，使風(fēng)機(jī)出口與外界大氣相通，保證風(fēng)機(jī)在空載狀態(tài)下啟動(dòng)和停止運(yùn)行，減少系統(tǒng)負(fù)載對風(fēng)機(jī)的沖擊，防止啟動(dòng)電流、負(fù)載電流急劇變化，使風(fēng)機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)、停機(jī)，保護(hù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)不受沖擊損壞。專用卸荷閥的結(jié)構(gòu)非常簡單，主要由耐壓、耐溫的氟質(zhì)橡膠彈性膜片、閥蓋、導(dǎo)氣管及電磁閥等組成的。橡膠膜片與閥片底座、閥蓋組成一個(gè)封閉的氣腔，導(dǎo)氣管兼做帶密封的軸，閥片沿此軸上、下移動(dòng)，形成開、閉狀態(tài)。它安裝在風(fēng)機(jī)輸出口處，卸荷閥的控制氣源取自本風(fēng)機(jī)輸出口處。其工作原理是：通過電磁閥控制導(dǎo)氣管的接通與切斷，從而控制氣腔充、放氣，帶動(dòng)橡膠膜片上下移動(dòng)。當(dāng)風(fēng)機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，膜片被電磁閥磁力吸至閥蓋端，使風(fēng)機(jī)輸出管與外界相通，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，從此處排出壓縮空氣，相當(dāng)于風(fēng)機(jī)對空放氣，實(shí)現(xiàn)了空載啟動(dòng)，經(jīng)過幾分鐘后，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，給電磁閥失電，導(dǎo)氣管打開，這時(shí)，風(fēng)機(jī)的輸出壓力在自身的作用下，通過導(dǎo)氣管向氣腔內(nèi)充氣，使膜片下移，并與閥座緊密接觸，切斷了風(fēng)機(jī)出口與外界的通路，使風(fēng)機(jī)壓縮空氣排至系統(tǒng)母管內(nèi)供氧化系統(tǒng)使用，此時(shí)，電機(jī)電流、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速都平穩(wěn)、緩慢地上升，風(fēng)機(jī)處于加載運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)風(fēng)機(jī)需要停止運(yùn)行時(shí)，先給電磁閥通電，切斷導(dǎo)氣管，膜片在壓縮空氣作用下上移，氣室內(nèi)氣體由軸間氣隙排出，這樣，膜片又被推至閥蓋面端，打開了風(fēng)機(jī)輸出口與外界的通道，放出壓縮空氣，實(shí)現(xiàn)了空載運(yùn)行，電機(jī)電流、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速都平穩(wěn)、緩慢地下降。約幾分鐘后，風(fēng)機(jī)完全處于空載狀態(tài)下運(yùn)行，這時(shí)，再切斷風(fēng)機(jī)動(dòng)力電源，這樣，卸載閥的開啟與閉合，保護(hù)風(fēng)機(jī)不受負(fù)載的沖擊而受到損壞。

該機(jī)為水冷卻機(jī)型，鱗片狀環(huán)形鋁質(zhì)盤管冷卻器內(nèi)嵌在齒端和聯(lián)端的油箱內(nèi)，再通過銅管轉(zhuǎn)接至機(jī)體外殼，拆卸、安裝極為復(fù)雜，若不小心有可能損壞盤管。為保證風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)有正常的潤滑油溫度，對冷卻水的水質(zhì)較高，且水溫不得高于29℃，杜絕硬質(zhì)水，否則，水管易結(jié)垢，造成堵塞，影響散熱效果。

2 日常維護(hù)

風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)殼有無局部溫升過高、外表噴漆有無燒焦的現(xiàn)象。造成這一現(xiàn)象可能是機(jī)殼內(nèi)部葉輪與機(jī)殼、葉輪與側(cè)板、葉輪與葉輪之間存在摩擦或吸入異物造成的。檢查吸入和排氣壓力，檢測氣量有無變化：由于葉輪機(jī)殼的銹蝕、磨損，致使工作間隙增大，內(nèi)泄露加大，流量減少。此時(shí)應(yīng)立即停機(jī)解體檢查、測量間隙，采取矯正措施。在日常巡檢工作中，應(yīng)對軸承溫度、振動(dòng)和聲響加以注意、留心，發(fā)現(xiàn)問題立即停車檢查。 在冬季，停機(jī)后長時(shí)間不用，必須放掉冷卻水，防止存水結(jié)冰損壞機(jī)器。每日檢查油位計(jì)液面高度，檢查主副油箱及軸承部位溫度，潤滑油過多或過少，都會(huì)損壞齒輪和軸承。此外，應(yīng)注意負(fù)荷變化，注意吸收塔內(nèi)漿池內(nèi)液面的高度，液面高，進(jìn)氣的阻力就大，電機(jī)電流就大。經(jīng)常查看空氣過濾器表面的堵塞情況、附著污物的情況，應(yīng)經(jīng)常清掃、清洗更換。負(fù)荷的變化對風(fēng)機(jī)運(yùn)行有較大的影響。

3 運(yùn)行中出現(xiàn)的主要故障現(xiàn)象及處理

3.1 手盤帶輪卡死已無法旋轉(zhuǎn)

解體檢查測量轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間隙時(shí)，因風(fēng)機(jī)已卡死，主從轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間的間隙均無法測量。從現(xiàn)場觀察到：冷卻盤管、油箱冷卻水管已完全被水垢阻塞，軸承在安裝位因高溫而燒結(jié)；軸承內(nèi)部骨架油封嚴(yán)重?fù)p壞，聯(lián)端主軸軸承損壞，齒端端板表面炭化情況明顯，潤滑油已嚴(yán)重炭化、變質(zhì)，成油泥狀。故障原因分析：風(fēng)機(jī)油箱冷卻水盤管內(nèi)壁完全結(jié)垢阻塞，潤滑油不能得到冷卻效果，嚴(yán)重炭化變質(zhì)。致使軸承失去正常潤滑作用而產(chǎn)生高溫，與軸燒結(jié)抱死，同時(shí)引起定位失調(diào)竄移。密封圈在受到高溫和炭化物的共同作用下，密封唇口燒結(jié)破裂，引起漏油。

解決方案：為保證羅茨風(fēng)機(jī)能夠長期正常運(yùn)行，應(yīng)改善冷卻水的硬度，避免風(fēng)機(jī)內(nèi)部的冷卻盤管再次發(fā)生結(jié)垢阻塞的現(xiàn)象，導(dǎo)致冷卻效率降低，潤滑環(huán)境惡劣。要求加強(qiáng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的日常巡檢工作，利于早期發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)的溫度、振動(dòng)、及噪音等異常情況，避免風(fēng)機(jī)狀況進(jìn)一步惡化。

3.2 傳輸V型三角皮帶斷裂

每臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)共有5條V型三角皮帶，曾發(fā)生過幾條三角皮帶斷裂的情況。從現(xiàn)場觀察到：有的皮帶斷開、有的皮帶的橡膠質(zhì)脫落、還有的有燒焦的現(xiàn)象。

故障原因分析：①主、從皮帶輪，可能仍存在不潔凈、有銹點(diǎn)、有劃痕或鋒利的臺(tái)階、毛刺等。②兩輪端面的平行度超過規(guī)定值。帶輪面不平行，會(huì)使皮帶產(chǎn)生不均勻的磨損，導(dǎo)致皮帶擠出輪槽，而使所有的載荷施加在皮帶伸長的一邊，拉斷該邊的皮帶線繩、咬掉橡膠質(zhì)等。③每條三角帶的張緊力可能不等，可能在運(yùn)行中每條皮帶的摩擦力不等，產(chǎn)生過大的能量。④皮帶使用超限、老化。

解決方案：電機(jī)皮帶輪外側(cè)面與風(fēng)機(jī)皮帶輪外側(cè)面有一個(gè)精確的共面，用線繩調(diào)整、校準(zhǔn)兩帶輪的平行度，使其平行度偏差≤1°。調(diào)整主、從帶輪的軸間距，使其張緊力均勻。檢查清理主、從皮帶輪，使其潔凈、無銹，絕不存有劃痕或鋒利的臺(tái)階、毛刺，以減輕皮帶的磨損、防止在運(yùn)行中出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。在維修、更換三角帶時(shí)，5條三角皮帶應(yīng)同時(shí)全部更換，安裝時(shí)必須先用比正常情況下大1/3的張緊力度，以使其延展和磨合。裝好后，應(yīng)再次檢查皮帶是否完全鑲進(jìn)皮帶輪的槽中。并用一只手用力壓在每一根皮帶上表面，以比較它們的張緊程度是否一致。風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，察看皮帶的松邊是否有一個(gè)微小的下垂弧度。

3.3 空氣濾清器堵塞報(bào)警

風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，發(fā)出空氣濾清器堵塞的報(bào)警信號(hào)。從現(xiàn)場觀察到：濾芯外殼表面、內(nèi)層濾芯附著大量的灰塵、棉線絨質(zhì)等雜物，有的濾芯表面被吸癟凹陷下去，表明濾芯堵塞極為嚴(yán)重。空濾器阻塞，增加了電機(jī)的負(fù)載，容易使電流超限，造成更大危險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失。

故障原因分析：風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境較差，灰塵雜物較多。

解決方案：本風(fēng)機(jī)在空氣入口處設(shè)置了濾清器堵塞指示儀，專用于監(jiān)測空濾器堵塞情況，有自鎖功能。其外桶壁上有黃、綠、紅三個(gè)透明視窗，在負(fù)壓作用下，正常工作區(qū)段為“6－17”段。當(dāng)指示塊趨于17時(shí)，表明濾芯已有堵塞，須清掃，當(dāng)指示塊抵達(dá)紅色區(qū)域時(shí)，表明堵塞已很嚴(yán)重，必須清洗更換，否則就損壞機(jī)器。拆卸濾芯時(shí)，拆下濾芯頂蓋的固定螺絲，取出濾芯，檢查是否有損壞，并用清潔的水反沖洗，待自然風(fēng)干后使用。安裝新濾芯時(shí)，嚴(yán)禁有異物掉入進(jìn)口消音器內(nèi)，防止被吸入異物造成設(shè)備損壞。當(dāng)更換濾芯后，應(yīng)輕按指示儀頂部的復(fù)位按鈕，解除自鎖。

4 改進(jìn)冷卻器

從上述氧化風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)的主要故障現(xiàn)象、故障原因分析中得知：“帶輪卡死無法旋轉(zhuǎn)”是最大、最危險(xiǎn)的故障，它所造成的經(jīng)濟(jì)損失也是最大的。造成這一故障的主要原因是水冷卻器問題。又因羅茨風(fēng)機(jī)內(nèi)置原裝鋁質(zhì)冷卻盤管是進(jìn)口配件，該配件購買周期長且價(jià)格昂貴。它對冷卻水質(zhì)要求較高，本廠工業(yè)水很難達(dá)到其要求，運(yùn)行一段時(shí)間易結(jié)垢堵塞，嚴(yán)重影響潤滑油的冷卻效果。冷卻管堵塞后，不能用普通的化學(xué)方法清洗，否則易酸洗漏，人工解體拆卸檢查處理的難度很大，且不能保證盤管在檢修過程中不被損壞。如果冷卻器堵塞不能及時(shí)處理，氧化風(fēng)機(jī)就要停止運(yùn)行，脫硫吸收塔內(nèi)亞硫酸鈣的強(qiáng)制氧化所需要的氧氣量不能有效地保證，嚴(yán)重影響了脫硫副產(chǎn)品硫酸鈣的產(chǎn)品質(zhì)量。為了保證副產(chǎn)品的質(zhì)量，保證氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益，通過不斷的學(xué)習(xí)研究，決定對原裝內(nèi)置鋁質(zhì)冷卻盤管進(jìn)行改進(jìn)，即將原裝冷卻盤管改為外置普通銅質(zhì)冷卻器，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單造價(jià)低，易維護(hù)。

該冷卻器就是普通的水冷卻器，整個(gè)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、油泵、冷卻器、油過濾網(wǎng)、水過濾網(wǎng)、及控制閥門、管路組成。為保證冷卻效果，風(fēng)機(jī)齒端、聯(lián)端油箱內(nèi)的潤滑油互不干擾，讓風(fēng)機(jī)兩端油箱各用一組獨(dú)立的冷卻器，并由各自的循環(huán)油泵驅(qū)動(dòng)，并排安裝在風(fēng)機(jī)一側(cè)。這樣，各自的循環(huán)油泵將油箱內(nèi)的潤滑油抽至冷卻器內(nèi)，冷卻后再打至油箱內(nèi)，供軸承、齒輪冷卻之用。

該組冷卻器結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，對冷卻水質(zhì)要求一般，且冷卻水管是銅質(zhì)，外置結(jié)構(gòu)，便于檢查清洗、處理，且在油路及水路上設(shè)置了油過濾網(wǎng)和水過濾網(wǎng)，極容易拆卸檢查處理污物，保證油路、水路流暢，確保了冷卻效果。

5 經(jīng)濟(jì)效益

嚴(yán)格按空氣濾清器的指示清掃、更換空濾器，使空濾器暢通無阻，可有效地減少氧化風(fēng)機(jī)的吸氣阻力，減少電機(jī)、風(fēng)機(jī)負(fù)載，節(jié)約電能，且延長電機(jī)使用壽命。

通過對冷卻器的改進(jìn)，可隨時(shí)檢查冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)，檢查冷卻管結(jié)垢情況，更便于隨時(shí)檢查、清洗油濾網(wǎng)和水濾網(wǎng)，確保了潤滑油循環(huán)、冷卻水流動(dòng)暢通無阻。經(jīng)過改進(jìn)，設(shè)備維護(hù)簡單、方便，維護(hù)費(fèi)用低，且提高了檢修質(zhì)量，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少了環(huán)境污染，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

［1］百年電力三期羅茨風(fēng)機(jī)使用說明書［S］.2008.

［2］王寒棟.泵與風(fēng)機(jī)［M］.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

［3］曾庭華，楊華，廖永進(jìn)，郭斌 濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的調(diào)試、試驗(yàn)及運(yùn)行［M］.北京：中國電力出版社，2008.

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