核電廠羅茨風(fēng)機(jī)皮帶頻繁過熱斷裂根因分析

黃嘉彬

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

1 羅茨風(fēng)機(jī)的概述

1.1 羅茨風(fēng)機(jī)的作用

核電廠羅茨風(fēng)機(jī)主要用于雙濾料過濾器的反洗以及廢水中和池的攪拌。在雙濾料過濾器反洗時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)水合洗。當(dāng)廢水中和池達(dá)到指定水位后，啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)，對(duì)池內(nèi)的廢水進(jìn)行充分的攪拌，控制中和池的PH值。

1.2 缺陷情況概述

福清核電羅茨風(fēng)機(jī)自投運(yùn)以來相繼出現(xiàn)過10次皮帶斷裂缺陷。8SDA羅茨風(fēng)機(jī)頻繁過熱斷裂，導(dǎo)致YA004房間發(fā)生火災(zāi)報(bào)警，極端條件下會(huì)導(dǎo)致除鹽水廠房制水受阻，影響全廠供水，威脅設(shè)備可靠性和機(jī)組安全生產(chǎn)。

2 羅茨風(fēng)機(jī)皮帶過熱原因綜述及分析

2.1 基礎(chǔ)剛度偏差

分析排查：風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)剛度偏差可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)過大，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)傳動(dòng)部件不穩(wěn)定，引起皮帶和皮帶輪接觸部位摩擦發(fā)熱，導(dǎo)致皮帶過熱斷裂。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)剛度進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，但風(fēng)機(jī)振動(dòng)數(shù)值合格，判斷此原因?qū)ζн^熱無貢獻(xiàn)。無啟停聯(lián)鎖邏輯，會(huì)造成風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果閥門啟動(dòng)時(shí)間過慢，則造成管路憋壓；同時(shí)，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行的過程中如果閥門狀態(tài)出現(xiàn)變化—如2.3.1節(jié)所分析的情況，也會(huì)造成憋壓，分析此因素可能造成皮帶過熱斷裂。

圖1

2.2 運(yùn)行環(huán)境因素

2.2.1 風(fēng)機(jī)散熱不足

分析排查：BK5006型號(hào)羅茨風(fēng)機(jī)對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求為溫度要≤40℃，在夏季高溫環(huán)境中風(fēng)機(jī)運(yùn)行可能導(dǎo)致運(yùn)行環(huán)境超出標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)查詢歷史工單，在冬季也會(huì)出現(xiàn)皮帶過熱斷裂現(xiàn)象，分析此原因造成的設(shè)備故障可能性較小。

2.2.2 水滴、油脂、灰塵等造成皮帶打滑

分析排查：附著在皮帶輪表面上的水滴和油脂會(huì)造成皮帶輪和皮帶之間傳動(dòng)摩擦力減小，造成皮帶和皮帶輪運(yùn)行過程中打滑，導(dǎo)致皮帶摩擦發(fā)熱斷裂。因在羅茨風(fēng)機(jī)預(yù)維工作中并未明確對(duì)皮帶輪的檢查，且無運(yùn)行后復(fù)核校驗(yàn)步驟，故此原因有可能造成皮帶頻繁斷裂。

2.3 系統(tǒng)狀態(tài)問題

2.3.1 系統(tǒng)狀態(tài)變化導(dǎo)致設(shè)備過載

分析排查：系統(tǒng)狀態(tài)變化同樣會(huì)造成管路憋壓導(dǎo)致皮帶斷裂。2018年12月14日，8SDA001CO羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行解體后回裝，在啟機(jī)驗(yàn)證的過程中，廢水中和池進(jìn)氣氣動(dòng)閥8SDA720VA自動(dòng)關(guān)閉，導(dǎo)致管路憋壓，風(fēng)機(jī)溫度和皮帶溫度瞬間升高，皮帶發(fā)出焦味，后停運(yùn)風(fēng)機(jī)，單獨(dú)啟動(dòng)8SDA720VA閥門，發(fā)現(xiàn)閥門在啟動(dòng)過程中有自動(dòng)關(guān)閉的現(xiàn)象。初步分析此項(xiàng)原因極有可能造成風(fēng)機(jī)皮帶過熱斷裂，在運(yùn)行中一但閥門自動(dòng)關(guān)閉，風(fēng)流無法排出，在風(fēng)機(jī)內(nèi)部循環(huán)摩擦做功，風(fēng)機(jī)溫度在短時(shí)便會(huì)升高，從而引起皮帶過熱斷裂。同時(shí)進(jìn)行風(fēng)機(jī)解體后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部腔室有灼燒痕跡，故此項(xiàng)有很可能造成風(fēng)機(jī)皮帶斷裂[1]。

2.3.2 系統(tǒng)在線狀態(tài)錯(cuò)誤

分析排查：運(yùn)行啟動(dòng)風(fēng)機(jī)過程中，如風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)管路閥門的啟閉邏輯發(fā)生錯(cuò)誤，很有可能造成風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，出口閥門未打開的情況，造成管路壓力上升，造成憋壓現(xiàn)象。經(jīng)查，羅茨風(fēng)機(jī)與8SDA100VA有啟動(dòng)聯(lián)鎖邏輯，與8SDA718VA/8SDA720VA無啟動(dòng)聯(lián)鎖邏輯，如圖1所示。羅茨風(fēng)機(jī)與8SDA718VA/8SDA720VA

2.4 風(fēng)機(jī)皮帶輪尺寸配合問題

通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)皮帶輪與電機(jī)皮帶輪的尺寸與標(biāo)準(zhǔn)有偏差，在與皮帶配合時(shí)凸出高度遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)值，由于V型窄皮帶實(shí)際呈弓形，其導(dǎo)致皮帶與皮帶輪之間的接觸面積變小，從而導(dǎo)致皮帶傳動(dòng)能力下降，運(yùn)行中造成皮帶與皮帶輪產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)（打滑），而摩擦使皮帶過熱引起過熱斷裂

3 根因定位

通過上述分析，羅茨風(fēng)機(jī)頻繁過熱斷裂的根因可定位為如下兩項(xiàng)：

（1）風(fēng)機(jī)皮帶輪尺寸與標(biāo)準(zhǔn)有偏差，初步分析為制造偏差，其導(dǎo)致皮帶和皮帶輪不匹配型，加劇了運(yùn)行過程中皮帶和皮帶輪的打滑頻度，是皮帶頻繁過熱斷裂的因素[2]。

（2）通過檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)廢水中和池進(jìn)氣氣動(dòng)閥在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中存在自動(dòng)關(guān)閉現(xiàn)象，導(dǎo)致管路憋壓，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出風(fēng)不暢引起電機(jī)過載，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)皮帶輪和皮帶接觸位置打滑，摩擦生熱引起皮帶過熱斷裂。

4 處理措施及后續(xù)效果

通過定位根本原因，從源頭入手，首先對(duì)不合格的皮帶輪進(jìn)行了更換。同時(shí)，為解決風(fēng)機(jī)出口管路憋壓?jiǎn)栴}，對(duì)廢水中和池進(jìn)氣氣動(dòng)閥進(jìn)行了解體檢修，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部執(zhí)行機(jī)構(gòu)密封圈已損壞。通過維修后，氣動(dòng)閥的開啟時(shí)間變?yōu)?s，較之前的20秒開啟時(shí)間有很大改善，同時(shí)未再發(fā)生氣動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉現(xiàn)象。經(jīng)過處理后的羅茨風(fēng)機(jī)已穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)月，未再發(fā)生皮帶過熱斷裂現(xiàn)象[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)皮帶頻繁過熱斷裂的問題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作進(jìn)行了理論分析，找出了導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生的根本原因并進(jìn)行了處理，最終解決了皮帶頻繁過熱斷裂的問題，對(duì)企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)有著重要貢獻(xiàn)。