2#動(dòng)力爐引風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)門葉片斷裂脫落原因分析及對策

郭俊雷(中國石化海南煉油化工有限公司 海南 578101)

一、概述

中國石化海南煉油化工有限公司2#動(dòng)力爐2006年3月投產(chǎn)，鍋爐主體設(shè)備是采用江西鍋爐廠生產(chǎn)的油氣聯(lián)合燃燒鍋爐，型號是J G-130/3.82-Y Q。配備兩臺陜鼓集團(tuán)陜西驪山風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的離心式引風(fēng)機(jī)，型號為Y 4-73-11 N 020 D，流量為167136-320627 M3/h，全壓為3701-2470pa，主軸轉(zhuǎn)速960 r/min，引風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)門為陜鼓集團(tuán)生產(chǎn)的花瓣式調(diào)節(jié)門，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)執(zhí)行器。

花瓣式調(diào)節(jié)門常見問題

1.結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2.加工時(shí)要求精度高：轉(zhuǎn)軸的方頭對角線要求與軸線成45°角，聯(lián)動(dòng)柄方孔兩邊要求與聯(lián)動(dòng)柄中心線平行，與另兩邊垂直；聯(lián)動(dòng)柄長孔兩邊與聯(lián)動(dòng)柄中心線平等且長度保持一致；轉(zhuǎn)圈、風(fēng)筒、支撐板之間配合間隙要求高，否則會(huì)出現(xiàn)滑輪脫落的問題。

3.強(qiáng)度低：轉(zhuǎn)圈一般用扁鋼或圓鋼握制而成，容易變形。

4.開、閉不靈活：全閉時(shí)關(guān)閉不嚴(yán)、漏風(fēng)嚴(yán)重，全開時(shí)開不全。轉(zhuǎn)圈變形后容易脫滑輪，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)。

5.工藝復(fù)雜：轉(zhuǎn)軸一端開槽另一端還要銑方，聯(lián)動(dòng)柄一端要銼方孔另一端要銑長孔。另外還要車滑輪、銷軸、小軸以及支撐板下料、鉆孔等。

6.由于是單向受力傳動(dòng)，無論手動(dòng)還是氣動(dòng)均存在力矩大的問題。

二、事故經(jīng)過

當(dāng)時(shí)2#動(dòng)力爐負(fù)荷為30 T/H左右低負(fù)荷運(yùn)行，8902-K-202 D入口調(diào)節(jié)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障，操作室不能操作，處于現(xiàn)場手動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)。2012年10月11日19:462#動(dòng)力爐爐膛負(fù)壓突然增大超量程報(bào)警，同時(shí)尾部煙道負(fù)壓也大幅上升，內(nèi)操通知外操檢查無異常后，開大鼓風(fēng)機(jī)入口擋板增大送風(fēng)量，入口擋板開度由65%左右開至73%左右，20:35負(fù)壓降到-130pa左右，20:39負(fù)壓突然增大，同時(shí)現(xiàn)場8902-K-202 D劇烈震動(dòng)，風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)有金屬撞擊聲音，冷卻水入口管線震斷水噴出，外操迅速停運(yùn)該引風(fēng)機(jī)和運(yùn)行鼓風(fēng)機(jī)，2#動(dòng)力爐連鎖停機(jī)。

三、原因分析

1.通過爐膛負(fù)壓分析：

10月10日開始8902-K-202 D入口擋板已經(jīng)有裂紋并開始變形，只是沒有脫落，隨著變形越來越嚴(yán)重，引起負(fù)壓緩慢增大，如圖2所示。11日04:35負(fù)壓增大到-180pa左右,操作員關(guān)小引風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)門，調(diào)節(jié)門開度由15%關(guān)至7.7%，爐膛負(fù)壓恢復(fù)正常范圍。調(diào)節(jié)門關(guān)小后正常的葉片開度變得更小，在變形葉片處通過的煙氣量變得更多，加劇了葉片變形速度。通過爐前送風(fēng)和鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓的變化，如圖3所示，說明燃燒器風(fēng)門及鼓風(fēng)機(jī)處于正常狀態(tài),則調(diào)整后增加了引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷。此后爐膛負(fù)壓仍然是緩慢增大，到11日12:37爐膛負(fù)壓升至-170pa左右,通過開打鼓風(fēng)機(jī)入口擋板增加送風(fēng)量,爐膛負(fù)壓恢復(fù)正常范圍。

此狀態(tài)下運(yùn)行至11日 19:46爐膛負(fù)壓突然增大增大超量程報(bào)警，操作員現(xiàn)場手動(dòng)關(guān)引風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)門，直至關(guān)不動(dòng)為止，負(fù)壓沒有恢復(fù)正常仍然偏大，此時(shí)現(xiàn)場并沒有聽到異常聲音，操作員通過開大鼓風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)門增大送風(fēng)量，入口擋板開度由65%左右開至73%左右，20:35爐膛負(fù)壓降至-130pa左右，20:39

負(fù)壓突然增大，兩塊擋板脫落造成事故發(fā)生。操作員沒有認(rèn)真分析負(fù)壓變化的原因，沒有及時(shí)切換引風(fēng)機(jī)，使世態(tài)向惡化發(fā)展造成事故擴(kuò)大化。圖2爐膛負(fù)壓 圖3爐前送風(fēng)和鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓的變化

2.通過對葉片檢查分析

風(fēng)機(jī)解體檢查發(fā)現(xiàn)掉落的葉片，還發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)門的葉片還有3塊有裂紋，裂紋都是同一個(gè)地方，即葉片與轉(zhuǎn)軸焊接處。

a、當(dāng)調(diào)整擋板時(shí)，葉片偏心力產(chǎn)生的扭矩與執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的調(diào)節(jié)扭矩相反，同時(shí)扭矩集中在出現(xiàn)裂紋的地方，造成此處應(yīng)力存在；

b、葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其兩端轉(zhuǎn)軸為滑動(dòng)摩擦，完全裸露在高溫?zé)煔庵腥菀走M(jìn)灰造成干磨，擋板運(yùn)動(dòng)阻力大，造成裂紋處存在更大的應(yīng)力；

c、聯(lián)動(dòng)柄與小軸之間也是滑動(dòng)摩擦，摩擦力很大，造成調(diào)節(jié)阻力增大；

d、擋板長時(shí)間使用后，有些聯(lián)動(dòng)柄脫離調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)圈或偏離主軸中心，造成各葉片開度不一樣，使得每塊葉片所承受的力矩大小不同。此次事故前風(fēng)機(jī)擋板關(guān)至很小，但是煙氣量沒有降低反而增大，造成將要脫落的兩塊擋板處煙氣量偏大，同時(shí)其他擋板煙氣量不同，開度大的葉片所承受的應(yīng)力就大，所以導(dǎo)致另有3塊擋板出現(xiàn)裂紋；

e、設(shè)備運(yùn)行或備用已經(jīng)很長時(shí)間，擋板受力點(diǎn)已經(jīng)產(chǎn)生應(yīng)力疲勞，極易斷裂；也有可能是材質(zhì)缺陷造成裂紋出現(xiàn)。

三、整改措施

1、加強(qiáng)操作員技術(shù)水平的培養(yǎng)，提高責(zé)任心，培養(yǎng)主動(dòng)積極思考分析的習(xí)慣和分析能力，果斷判斷問題所在及時(shí)正確處理，避免減少設(shè)備的損失；2、工藝上不允許引風(fēng)機(jī)低負(fù)荷下運(yùn)行；對裝置其他風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門逐一進(jìn)行檢查，有裂紋的更換臨時(shí)葉片，并對轉(zhuǎn)動(dòng)部位加二氧化鉬高溫潤滑脂，減小其間的摩擦力；3、在風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門風(fēng)筒筒體上加格柵，防止以后葉片掉落進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪損壞風(fēng)機(jī)，并對葉片與轉(zhuǎn)軸和接頭連接處各焊接一塊加強(qiáng)板，增強(qiáng)葉片抗扭矩能力，如圖3所示。

圖3

結(jié)束語

通過對引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門的一些列措施的實(shí)施，降低了葉片發(fā)生裂紋、脫落的可能性，但是沒有解決根本上的問題。建議對風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門形式進(jìn)行重新設(shè)計(jì)改造；將風(fēng)機(jī)擋板控制改為變頻控制，避免擋板調(diào)整過頻當(dāng)來的事故隱患。

中石化海南煉油化工有限公司《動(dòng)力鍋爐操作規(guī)程》.