火電廠脫硫系統(tǒng)吸收塔攪拌器典型故障原因分析

李子萌

摘要：吸收塔系統(tǒng)是火力發(fā)電廠脫硫裝置的核心系統(tǒng)，原煙氣進入吸收塔與噴淋的石灰石漿液接觸，去除煙氣中的SO2，從而達到煙氣達標(biāo)排放的目的，吸收塔漿液攪拌系統(tǒng)能防止?jié){液沉淀結(jié)塊，其設(shè)計和布置考慮了氧化空氣的最佳分布和漿液的充分氧化。側(cè)進式攪拌器是吸收塔漿液攪拌系統(tǒng)的常見選擇，它的穩(wěn)定運行直接關(guān)系著整個脫硫系統(tǒng)能否長周期運行，是系統(tǒng)不可或缺的重要設(shè)備。

關(guān)鍵詞：火電廠;脫硫系統(tǒng);吸收塔;

一、故障現(xiàn)象

某電廠脫硫裝置吸收塔下層攪拌器為某公司生產(chǎn)的2VSF-30，上層攪拌器的型號為2VSF-45。在2019、2020年間多次發(fā)生不同情況的攪拌器故障。攪拌器分布情況見圖1，

單臺攪拌器安裝角度見圖2。

典型故障如下：

1.2019年10月10日，吸收塔下層攪拌器機械密封泄漏，開塔檢查發(fā)現(xiàn)，葉輪斷裂，更換機封，更換葉輪。

2.2019年10月12日，吸收塔下層攪拌器機械密封碳環(huán)裂紋損壞，更換機械密封。

3.2020年3月15日，吸收塔下層攪拌器機械密封滲漏，更換機械密封最終查明原因為減速機低速軸彎曲、晃動導(dǎo)致，更換低速軸和空芯軸。

4.2020年3月23日，吸收塔下層機械密封碳環(huán)磨損，更換機械密封。與上一次更換機械密封間隔22個月。

5.2020年4月26日，吸收塔下層機械密封泄漏，原因為碳環(huán)端面磨損，更換機械密封，與上一次更換機械密封間隔37個月;

6.2020年5月20日，吸收塔上層吸收塔攪拌器主軸磨損嚴重，更換主軸;

7.2020年10月15日，吸收塔下層機械密封漏漿導(dǎo)致機械密封內(nèi)軸承抱死，磨損主軸，更換主軸和機封。

二、幾起典型事件的原因分析

1.機械密封泄漏的原因：

1.1聯(lián)軸器與主軸配合間隙大。塞尺測量在0.52mm左右。轉(zhuǎn)動時，鍵槽與聯(lián)軸器與主軸間有相對位移，進而主軸部分損壞，之后主軸偏心運轉(zhuǎn)導(dǎo)致機械密封損壞，是造成吸收塔上層攪拌器機械密封泄漏、主軸在聯(lián)軸器根部臺階處斷裂的原因之一。

1.2軸偏心轉(zhuǎn)動導(dǎo)致滲漏。攪拌器機械密封、低速前軸承、低速后軸承三點之間正常使用下應(yīng)相對的在同一中心，當(dāng)軸承損壞后同心度發(fā)生偏差，在偏差過大狀態(tài)下運行，擾動加大，軸承軸套上鎖緊環(huán)緊固螺栓會隨著時間推移而松動，使軸承軸套與軸之間不僅產(chǎn)生相對周向位移，磨損攪拌器主軸軸承位，使徑向配合間隙值增加，機械密封承載額外徑向載荷，且在攪拌器啟、停狀態(tài)下或運行中軸向位移量也會增加，特別是在運行過程

中機械密封靜環(huán)彈簧組承受收縮壓力增大，動靜環(huán)無法正常閉合導(dǎo)致泄漏。

1.3吸收塔攪拌器軸與支架背板不同心。主軸與攪拌器支架背板在安裝不同心或支架背板變形，會直接影響其同心度，攪拌器在同心度偏差過大狀態(tài)下運行導(dǎo)致機械密封動靜環(huán)無法閉合或?qū)е缕屏选＝?jīng)測量原部分吸收塔下層攪拌器軸與支架背板同心度偏差在0.2mm-0.22mm之間。機械密封要求跳動量≤0.10mm是保證機械密封運行的最佳工況。

2.攪拌器主軸損壞的原因：

2.1吸收塔上層攪拌器主軸斷裂部位在整個軸最細的臺階處，應(yīng)力最集中，當(dāng)機械密封發(fā)生輕微滲漏后漿液進入機械密封腔室，最終導(dǎo)致軸承抱死無法轉(zhuǎn)動，主軸所受扭力增大，是導(dǎo)致主軸在聯(lián)軸器根部臺階處斷裂的間接原因。

2.2機械密封軸承抱死。當(dāng)機械密封發(fā)生輕微滲漏后漿液進入機械密封腔室，雖有內(nèi)部密封阻擋，軸承內(nèi)仍會逐漸淤積漿液，最終導(dǎo)致軸承抱死，主軸與軸承內(nèi)圓之間相對運動導(dǎo)致主軸磨損。

三、防范措施

1.加強設(shè)備隱患排查、整改工作，認真分析設(shè)備故障異常原因，采取切實有效的措施，嚴格按照攪拌器檢修工藝要求進行檢修工作，拆裝機封、拆除減速機等工作必須使用專用夾具，嚴禁使用其他固定方式，防止主軸偏移引起機械密封回裝過程中損壞。

2.加強設(shè)備日常維護及定期工作執(zhí)行力度，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題和隱患，早發(fā)現(xiàn)早處理，避免設(shè)備損壞擴大。分公司應(yīng)按規(guī)定對機械密封進行定期加油工作，保證機械密封軸承有足夠潤滑防止軸承抱死。每次攪拌器檢修時要同時檢查減速機低速端軸承磨損情況，測量軸承游隙，游隙變大的及時更換。攪拌器檢修時嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)文件包執(zhí)行檢修作業(yè)，在每次檢修時檢查聯(lián)軸器與軸配合間隙，測量聯(lián)軸器與軸及鍵配合公差，超出規(guī)定范圍時及時處置。在線更換機械密封的情況下，在自鎖裝置位于工作位置時，自鎖裝置和槳葉會向后移動大約28毫米，所以需要密封安裝螺栓逐漸向后擰松一定距離。當(dāng)自鎖裝置和安裝法蘭面完全配合的時候就產(chǎn)生了一個很大的阻力，這樣就可以防止罐內(nèi)液體泄露。不能一下子就沒有了扭矩。因為在自鎖裝置嚙合之前機械密封都承受著壓力。在拆除軸的支撐環(huán)之前確保拉軸器已經(jīng)受力。否則，在安裝機械密封之前將會引起自鎖裝置的失效。在安裝密封過程中，不可用力過大。如有卡滯現(xiàn)象，應(yīng)停止安裝，檢查原因，排除后方可繼續(xù)安裝密封，避免損壞密封及密封圈。定位片與密封軸套脫離后方可轉(zhuǎn)動攪拌軸。如對密封進行更換或拆檢時，必須先將定位片插入軸套槽中，安裝到位并擰緊定位片螺絲后，方可對密封進行拆裝。檢修期間開塔，均要將塔內(nèi)、干濕界面處、主軸密封處的積漿、結(jié)垢清理干凈，防止異物碰到葉片導(dǎo)致機封損壞。每周定期對密封進行一次沖洗，每次15分鐘，沖洗水流量為10L/min。

3.強化修后設(shè)備試運驗收管理，發(fā)現(xiàn)設(shè)備試運時產(chǎn)生的異常，并及時處理。攪拌器停運檢修后再啟動必須進行沖洗，沖洗水的流量為60-80m3/h。確認啟動液位最小為兩倍槳葉直徑覆蓋深度。同時每次啟動之前，必須人工轉(zhuǎn)動攪拌軸，確保其能自由轉(zhuǎn)動，無卡滯現(xiàn)象。

4.參考其它品牌攪拌器成熟的技術(shù)，加工剖分式對輪，減少對輪拆裝過程中引起的主軸承受過大的徑向力矩，杜絕對輪不緊導(dǎo)致的安裝缺陷，減少缺陷發(fā)生幾率。

四、結(jié)束語

通過按照防范措施的相關(guān)要求執(zhí)行，該火電廠脫硫系統(tǒng)攪拌器故障頻次大幅下降。2021全年攪拌器僅故障兩次，大大提高了脫硫裝置運行可靠性和經(jīng)濟性。

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