火電廠吸收塔攪拌器缺陷原因分析及處理

元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司 楊斌超

元寶山發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)于2015年由永清環(huán)保有限公司總承包改造完成。吸收塔攪拌器為整套進(jìn)口的美國(guó)夏普50SV30M-5.45及60SV30M-5.45型號(hào)的側(cè)進(jìn)式攪拌器，共4臺(tái)，均布在吸收塔1.5米處塔壁上。

吸收塔攪拌器作用為防止固體顆粒物在漿液池中沉淀，確?；旌暇鶆虻臐{液能夠順利輸送到下一工藝，同時(shí)加強(qiáng)氧化空氣的擴(kuò)散，促進(jìn)亞硫酸鈣氧化、石膏晶體的成長(zhǎng)及石灰石的溶解。若吸收塔攪拌器的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與檢修方式不當(dāng)會(huì)使亞硫酸鈣氧化不充分，石灰石利用率低，從而降低脫硫效率。另一方面，吸收塔攪拌器停運(yùn)或者攪拌不均，會(huì)導(dǎo)致吸收塔底部大量固體顆粒物沉淀，高濃度漿液由漿液泵吸入會(huì)造成漿液泵磨損、損壞或者管路堵塞。因此吸收塔攪拌器在脫硫系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，直接關(guān)系到脫硫系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

1 常見(jiàn)吸收塔攪拌器問(wèn)題

在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中，吸收塔攪拌器由于長(zhǎng)期在帶有腐蝕性的石膏漿液環(huán)境中運(yùn)行，常見(jiàn)問(wèn)題如下：

葉輪磨損、斷裂。吸收塔攪拌器葉輪材質(zhì)為1.4529雙相不銹鋼，吸收塔漿液池在運(yùn)行中會(huì)含有大量的固體顆粒物及具有腐蝕特性的酸性離子、氯離子、氟離子。因此對(duì)攪拌器葉輪產(chǎn)生磨損及應(yīng)力腐蝕，造成吸收塔攪拌器葉輪頂部產(chǎn)生腐蝕、穿孔、崩裂、斷裂等現(xiàn)象。

機(jī)械密封漏泄。機(jī)械密封是吸收塔攪拌器上十分重要的一個(gè)部件，機(jī)械密封漏泄嚴(yán)重地影響攪拌器的穩(wěn)定運(yùn)行，并且對(duì)吸收塔周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重污染,日常維護(hù)不當(dāng)、攪拌器振動(dòng)等原因都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封漏泄。

攪拌器的震動(dòng)。攪拌器的震動(dòng)有四方面原因：一是軸承間隙大，造成攪拌器軸向、徑向震動(dòng)；二是電機(jī)皮帶輪與攪拌器皮帶輪不同步、皮帶輪損壞、三角帶松緊度不符合標(biāo)準(zhǔn)、三角帶損壞等因素，導(dǎo)致攪拌器震動(dòng)或異音的產(chǎn)生；三是葉輪磨損或斷裂，導(dǎo)致葉輪動(dòng)平衡失衡，產(chǎn)生震動(dòng)；四是攪拌器軸發(fā)生彎曲，導(dǎo)致震動(dòng)的產(chǎn)生。

2 吸收塔攪拌器常見(jiàn)問(wèn)題分析及解決方法

針對(duì)上述問(wèn)題，根據(jù)運(yùn)行及檢修的經(jīng)驗(yàn)，從四個(gè)方面對(duì)攪拌器的問(wèn)題進(jìn)行分析和探討，做出如下總結(jié)：

2.1 葉輪腐蝕、磨損、斷裂

常見(jiàn)的葉輪缺陷有葉片中部橫向斷裂、葉片頂部縱向崩裂及葉輪頂部磨損穿孔。葉片的材質(zhì)及吸收塔內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境直接影響葉片的使用壽命，針對(duì)損壞葉輪修復(fù)方案舉一個(gè)典型案例說(shuō)明。

吸收塔2號(hào)攪拌器在2018年等級(jí)檢修時(shí)，進(jìn)入吸收塔內(nèi)部發(fā)現(xiàn)該葉輪葉片產(chǎn)生兩處裂紋及葉輪頂部磨損的現(xiàn)象。針對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行分析，2號(hào)攪拌器在運(yùn)行期間由于機(jī)封頻繁漏泄，導(dǎo)致啟停次數(shù)增加，一方面該攪拌器長(zhǎng)期運(yùn)行磨損導(dǎo)致葉片邊緣應(yīng)力腐蝕，另一方面是該攪拌器所處位置距離其他攪拌器較遠(yuǎn)，在啟停時(shí)沖洗水沖洗時(shí)間不夠，攪拌器啟動(dòng)時(shí)該部位塔內(nèi)沉淀物較多，攪拌器啟動(dòng)時(shí)葉片承受應(yīng)力較大，因此導(dǎo)致2號(hào)攪拌器3片葉片產(chǎn)生不同程度的磨損及兩處裂紋[2]。

針對(duì)如上問(wèn)題第一時(shí)間對(duì)拆卸葉輪進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)方法為：對(duì)葉輪裂紋進(jìn)行V型坡口打磨；采用用進(jìn)口雙相不銹鋼焊絲（牌號(hào)1.4529）進(jìn)行補(bǔ)焊；通過(guò)分析，根據(jù)脫硫系統(tǒng)進(jìn)口漿液循環(huán)泵碳化硅材質(zhì)葉輪的原理，采用高分子復(fù)合碳化硅對(duì)葉輪進(jìn)行修復(fù)，首先采用堆焊的方式對(duì)葉輪穿孔及腐蝕部位進(jìn)行修復(fù)，其次在葉片上方涂抹一層3mm厚度的高分子復(fù)合碳化硅材質(zhì)當(dāng)做葉輪防磨涂層，同時(shí)對(duì)葉輪動(dòng)平衡進(jìn)行調(diào)整。一方面堆焊修復(fù)后的葉輪具有近似于原來(lái)的強(qiáng)度，另一方面高分子碳化硅涂層的采用對(duì)葉輪起到保護(hù)作用，確保葉輪抗腐蝕能力的同時(shí)保證葉輪長(zhǎng)時(shí)間的受力平衡。

經(jīng)過(guò)上述處理，在2號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)運(yùn)行6個(gè)月后進(jìn)入吸收塔內(nèi)查看，攪拌器葉輪未產(chǎn)生斷裂及腐蝕現(xiàn)象，只出現(xiàn)個(gè)別部位碳化硅涂層輕微磨損現(xiàn)象，只需對(duì)磨損部位進(jìn)行簡(jiǎn)單修補(bǔ)即可，因此，利用機(jī)組停運(yùn)時(shí)機(jī)對(duì)其他幾臺(tái)攪拌器葉輪進(jìn)行了同樣的處理。

2.2 攪拌器機(jī)械密封漏泄

攪拌器機(jī)械密封漏泄原因有三種：

攪拌器機(jī)械密原廠設(shè)計(jì)為普通集裝式機(jī)械密封，機(jī)械密封內(nèi)部未設(shè)置軸承，從而導(dǎo)致攪拌軸不能有效支撐，為節(jié)省材料開(kāi)支，我們已對(duì)機(jī)械密封進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改進(jìn)，采用內(nèi)置軸承的集裝式機(jī)械密封，該機(jī)封采用干油（#3鋰基脂）冷卻形式，無(wú)需接引冷卻水。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，如果加油不及時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)械密封冷卻效果及軸承潤(rùn)滑產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，長(zhǎng)期高溫運(yùn)行會(huì)加速動(dòng)靜環(huán)的變形或者磨損，同時(shí)會(huì)造成機(jī)械密封內(nèi)置軸承損壞，導(dǎo)致機(jī)械密封漏泄；攪拌器葉輪腐蝕、磨損或斷裂后動(dòng)平衡失衡，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致攪拌軸彎曲，產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)受力不均，造成機(jī)械密封漏泄；機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)使用壽命到期，磨損嚴(yán)重導(dǎo)致機(jī)械密封漏泄。

針對(duì)機(jī)械密封漏泄原因，通過(guò)相關(guān)資料的整理及與專(zhuān)業(yè)廠家的溝通，歸納總結(jié)如下：制定詳細(xì)的補(bǔ)油、換油計(jì)劃，每三個(gè)月定期對(duì)攪拌器機(jī)械密封的冷卻腔體及軸承腔體進(jìn)行油脂補(bǔ)充，確保機(jī)械密封的冷卻效果及內(nèi)置軸承的完好，延長(zhǎng)動(dòng)靜環(huán)的使用壽命；排除吸收塔攪拌器的振動(dòng)原因，確保葉輪腐蝕磨損及攪拌軸彎曲度在可控范圍內(nèi)，從根本上消除攪拌器的振動(dòng)問(wèn)題；利用停機(jī)機(jī)會(huì)詳細(xì)檢查葉輪的腐蝕磨損程度及攪拌軸的彎曲度，對(duì)需要更換的部件及時(shí)更換。

在加強(qiáng)日常維護(hù)的同時(shí)，我們確保了吸收塔攪拌器的平穩(wěn)運(yùn)行，延長(zhǎng)了機(jī)械密封的使用壽命，未出現(xiàn)吸收塔攪拌器機(jī)械密封漏泄現(xiàn)象。

2.3 吸收塔攪拌器振動(dòng)

吸收塔攪拌器振動(dòng)在脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，歸結(jié)原因如下：

攪拌器葉輪的損壞。葉輪的磨損及斷裂直接導(dǎo)致攪拌器動(dòng)平衡失衡，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致攪拌軸彎曲，從而造成震動(dòng)；攪拌器電機(jī)的皮帶輪和攪拌器的皮帶輪不同步，導(dǎo)致三角帶產(chǎn)生軸向晃動(dòng)，傳遞至攪拌器導(dǎo)致震動(dòng)；V型三角帶返松或損壞，導(dǎo)致皮帶長(zhǎng)度不一樣，產(chǎn)生震動(dòng)傳遞至攪拌器；攪拌器電機(jī)損壞或異常產(chǎn)生振動(dòng)，通過(guò)三角帶或機(jī)架支撐桿傳遞至攪拌器；攪拌器軸彎曲導(dǎo)致攪拌器震動(dòng)；攪拌器支撐軸承間隙大或軸承損壞導(dǎo)致攪拌器震動(dòng)；攪拌器軸承固定螺栓、機(jī)械密封固定螺栓或電機(jī)支撐桿螺栓松動(dòng)；攪拌器機(jī)架出現(xiàn)斷裂。

針對(duì)以上原因，結(jié)合實(shí)際總結(jié)如下：

利用停機(jī)時(shí)間對(duì)攪拌器葉輪進(jìn)行修復(fù)及動(dòng)平衡檢查，確保攪拌器葉輪完好，對(duì)損壞嚴(yán)重的葉輪要及時(shí)更換；定期檢查電機(jī)和攪拌器皮帶輪，確保皮帶輪同步、皮帶輪無(wú)損傷；定期檢查三角帶，確保三角帶松緊度合適，如果磨損或斷裂需及時(shí)進(jìn)行更換；定期檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)，排除電機(jī)損壞或異常的可能性，確保電機(jī)正常運(yùn)行；利用停機(jī)時(shí)間對(duì)攪拌器軸的晃度進(jìn)行檢查，確保攪拌器軸沒(méi)有彎曲的缺陷，對(duì)彎曲大的攪拌軸需進(jìn)行校正，彎曲嚴(yán)重的要及時(shí)更換；定期對(duì)攪拌器支撐軸承進(jìn)行油脂補(bǔ)充，檢查軸承間隙是否變大或軸承損壞；定期對(duì)攪拌器軸承固定螺栓、機(jī)械密封固定螺栓或電機(jī)支撐桿螺栓進(jìn)行檢查，確保各個(gè)螺栓緊固到位；定期對(duì)攪拌器的機(jī)架的焊口進(jìn)行檢查。

綜上，通過(guò)對(duì)吸收塔攪拌器三方面的分析和解決可以看出，吸收塔攪拌器的各個(gè)零部件都是相輔相成的。在日常的檢修和維護(hù)當(dāng)中，要對(duì)攪拌器各個(gè)零部件的缺陷進(jìn)行詳細(xì)的分析和檢查，通過(guò)各個(gè)部位的聯(lián)系查找出問(wèn)題的根源，總結(jié)出一套高效可行的解決方案，從而為今后的檢修和維護(hù)任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的支撐。