脫硫側(cè)進(jìn)式攪拌器葉輪端蓋頻繁脫落原因分析與處理

翟建松

摘 要：某電廠1 000 MW機(jī)組配套脫硫吸收塔和事故漿液箱側(cè)進(jìn)式攪拌器在調(diào)試和運(yùn)行過程中曾多次出現(xiàn)葉輪端蓋頻繁脫落現(xiàn)象，文章分析了造成葉輪端蓋脫落的原因，并提出了避免葉輪端蓋脫落缺陷的處理方案，有效控制了葉輪端蓋脫落問題的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：側(cè)進(jìn)式攪拌器；葉輪端蓋；脫落；分析；防范措施

中圖分類號：TH136 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-00102-02

1 攪拌器概述

某電廠2×1 000 MW機(jī)組配套煙氣脫硫裝置采用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，設(shè)計(jì)脫硫效率≥95%。每座脫硫吸收塔配置側(cè)進(jìn)式攪拌器8臺吸收塔，其中4臺SR5D7F-55型為上層用攪拌器，4臺SR5D7F-45型為下層用攪拌器。事故漿液箱配有3臺SR5D7F-45型攪拌器。

攪拌器軸和緊固螺桿的材料為1.4529，葉輪材料為1.4517，軸端蓋材料為1.4462。設(shè)備在到貨時(shí)已對合金材料部件進(jìn)行了光譜復(fù)核。

葉輪的安裝方法是先把1只Viton橡膠制的O形圈放在攪拌器軸肩的凹槽內(nèi)，再安裝鍵、葉輪，最后再使用緊固螺桿、螺帽及塑料墊圈，由軸端蓋把1只Viton橡膠制的O形圈壓緊在葉輪端面上，這樣就形成葉輪前后兩側(cè)由O型圈密封以及緊固螺帽的塑料墊圈密封，漿液進(jìn)入不到葉輪與軸之間和鍵槽內(nèi)。攪拌器葉輪位置示意圖，如圖1所示。

2011年6月因配合#1機(jī)組進(jìn)行吹管，#1吸收塔脫硫系統(tǒng)投入使用。吹管結(jié)束后，在進(jìn)入整套啟動前，打開#1吸收塔對其進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)一臺攪拌器的緊固螺桿、螺帽、塑料墊圈和軸端蓋已脫落，該攪拌器的軸頸、軸肩、葉輪的內(nèi)頸磨損嚴(yán)重。軸的鍵槽局部開裂，但葉輪尚未脫落。仔細(xì)尋找僅發(fā)現(xiàn)軸端蓋，而緊固螺桿、螺帽、塑料墊圈因尺寸過小，未能找到。

2 攪拌器故障原因分析

對此故障現(xiàn)象進(jìn)行了分析，認(rèn)為有三種可能造成此現(xiàn)象。

2.1 螺帽旋轉(zhuǎn)松脫或緊固螺桿斷裂

螺帽旋轉(zhuǎn)松脫或者是緊固螺桿斷裂導(dǎo)致葉輪緊固螺帽及塑料墊圈、軸端蓋脫落，而該攪拌器葉輪和軸之間存在間隙，造成在運(yùn)行過程中漿液進(jìn)入間隙中逐步磨損，導(dǎo)致攪拌器葉輪和軸磨損嚴(yán)重。但考慮到緊固螺帽、螺桿采用合格的力矩扳手按說明書和廠家的要求進(jìn)行緊固，故因安裝不緊造成的松脫的可能性不大。而且葉輪是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（從電機(jī)側(cè)看），而緊固螺帽是右旋緊固的，在運(yùn)行過程中很難發(fā)生螺桿旋轉(zhuǎn)松脫。

因此緊固螺桿旋轉(zhuǎn)松脫導(dǎo)致軸端蓋脫落的可能性不大，軸端蓋脫落的原因有可能是緊固螺桿斷裂導(dǎo)致。而設(shè)備在到貨時(shí)已對合金材料部件進(jìn)行了光譜復(fù)核，因螺桿材質(zhì)問題造成斷裂的可能性不大。

2.2 葉輪和軸配合尺寸不良

葉輪和軸配合尺寸不良，造成因葉輪和軸間隙過大導(dǎo)致變形使緊固螺桿受力過載脫落，造成在運(yùn)行過程中漿液進(jìn)入葉輪和軸間隙中逐步磨損，導(dǎo)致攪拌器葉輪和軸磨損嚴(yán)重。而經(jīng)咨詢廠家和現(xiàn)場解體其它攪拌器測量發(fā)現(xiàn)攪拌器葉輪內(nèi)徑和攪拌器軸正常為0.1 mm左右的間隙配合，每臺攪拌器間隙相互有一定偏差。

廠家保證葉輪和軸配合尺寸經(jīng)過精加工，可進(jìn)行互換。葉輪和軸配合尺寸不良導(dǎo)致故障的可能性不大，如間隙偏大的話應(yīng)最終反映在緊固螺桿受力過載脫落。

2.3 安裝不到位

安裝不到位造成O型圈或緊固螺帽的塑料墊片密封不嚴(yán)，導(dǎo)致漿液進(jìn)入葉輪和軸之間的間隙中以致磨損變形使螺桿受力過載脫落。雖然葉輪安裝經(jīng)過驗(yàn)收，但考慮到因電建公司在安裝中是否損壞了密封件的情況難以確定，所以該可能性無法排除。

3 攪拌器改進(jìn)方案

3.1 檢 查

針對上述原因，隨后對#1吸收塔各攪拌器葉輪和軸間隙進(jìn)行了檢查，并采用力矩扳手按要求緊固攪拌器螺帽、螺桿，還對葉輪密封進(jìn)行了仔細(xì)復(fù)查確保無誤。此后在事故漿液箱和#2吸收塔側(cè)進(jìn)式攪拌器安裝中嚴(yán)格按照廠家要求和上述注意事項(xiàng)進(jìn)行了安裝。

3.2 投 產(chǎn)

2012年6月當(dāng)#1吸收塔投產(chǎn)半年多后，在#1機(jī)組D級檢修中打開#1吸收塔有發(fā)現(xiàn)上層一臺攪拌器葉輪發(fā)生了脫落現(xiàn)象，但葉輪和軸未有明顯磨損，經(jīng)調(diào)取該攪拌器運(yùn)行電流曲線，發(fā)現(xiàn)葉輪脫落不久，故未造成損失。仔細(xì)尋找僅發(fā)現(xiàn)軸端蓋，而緊固螺桿、螺帽、塑料墊圈因尺寸過小，本次也未能找到。

3.3 問題判斷

通過這次葉輪脫落基本可以判定本次葉輪脫落由于安裝不到位造成O型圈或緊固螺帽的塑料墊片密封不嚴(yán)，導(dǎo)致漿液進(jìn)入葉輪和軸之間的間隙中以致磨損變形使螺桿受力過載脫落的可能性是基本可以排除的。而緊固螺桿旋轉(zhuǎn)松脫或者是斷裂導(dǎo)致葉輪緊固螺帽及塑料墊圈、軸端蓋脫落的可能性是存在的?？紤]到緊固螺桿緊固葉輪的緊力可能不夠，遂決定增大緊固力，調(diào)高了力矩扳手設(shè)定力矩由58 n.m提高到60 n.m。該次檢修把#1吸收塔攪拌器緊固螺帽、螺桿采用力矩扳手全部復(fù)緊一遍。

3.4 問題再現(xiàn)

2012年7月在對事故漿液箱進(jìn)行清箱檢查時(shí)，再次發(fā)現(xiàn)一臺攪拌器葉輪發(fā)生了脫落現(xiàn)象，且葉輪和軸之間有輕微的磨損?？紤]到緊固螺桿緊固葉輪的強(qiáng)度可能不夠，遂決定增大緊固力，調(diào)高了力矩扳手設(shè)定力矩由58 n.m提高到62 n.m，但在緊固時(shí)發(fā)生了緊固螺桿斷裂。對緊固螺桿進(jìn)行觀察，該螺桿規(guī)格為M12×85，材質(zhì)為1.4529，比較細(xì)長，且為全螺紋結(jié)構(gòu)。

通過這次緊固螺桿斷裂，可以看出側(cè)進(jìn)式攪拌器頻繁軸端蓋脫落，葉輪脫落的直接原因應(yīng)是緊固螺桿斷裂造成。而造成緊固螺桿斷裂的原因應(yīng)是緊固螺桿設(shè)計(jì)的強(qiáng)度裕量不足，而攪拌器在運(yùn)行中因吸收塔液位、漿液密度經(jīng)常變化而工況多變，導(dǎo)致了緊固螺桿或因疲勞或因過載而發(fā)生斷裂。

3.5 解決方案

針對緊固螺桿強(qiáng)度不足，葉輪軸向緊固力不夠的問題。有兩種解決方案，一是采用較粗的緊固螺桿如M16、M20，但還需對攪拌器軸拆除加工后再安裝，工作量較大。另一種方案是將葉輪和軸點(diǎn)焊在一起，因?yàn)檩S肩有O型圈所以葉輪與軸肩不能焊接，而攪拌器軸端部和葉輪存在軸向間隙故可以進(jìn)行焊接。最后在裝好葉輪后采用ERNiCrMo-3合金焊絲在攪拌器軸端部與葉輪每相隔120 °點(diǎn)焊一處后再按常規(guī)安裝緊固螺栓。經(jīng)過試運(yùn)行后運(yùn)轉(zhuǎn)良好。經(jīng)推廣使用徹底解決了該電廠側(cè)進(jìn)式攪拌器葉輪端蓋頻繁脫落，造成葉輪脫落和損壞的問題。

4 結(jié) 語

通過這幾次故障問題的處理，在今后該型側(cè)進(jìn)式攪拌器的安裝和檢修工作中應(yīng)采取以下防范措施：注意安裝前對葉輪和軸間隙尺寸進(jìn)行復(fù)核，確保間隙正常；對合金鋼部件進(jìn)行光譜復(fù)查；葉輪密封件在安裝前應(yīng)仔細(xì)檢查密封件不能有損壞；攪拌器葉輪安裝時(shí)應(yīng)按照正確的方法和步驟進(jìn)行；采用力矩扳手按技術(shù)要求緊固攪拌器螺帽、螺桿；可采用攪拌器軸端部與葉輪點(diǎn)焊方法加強(qiáng)葉輪的軸向緊固。

參考文獻(xiàn)：

[1] 聶鵬飛.磁力傳動技術(shù)在脫硫側(cè)邊式攪拌器上的應(yīng)用[J].磁性材料及 器件，2011，（5）.