真空圓盤干化機故障處理及原因分析

郭曉東

（山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046200）

我公司危廢焚燒裝置污泥干化系統(tǒng)設(shè)置有2 臺KJG-160 型真空圓盤干化機，處理能力為120 t/d（兩臺）。含水率約 80%的污泥通過輸送泵連續(xù)加入到干燥機內(nèi)，低壓飽和蒸汽通過干燥機中空軸、盤片和夾套將熱量傳遞給物料，物料中的濕基受熱蒸發(fā)形成蒸汽，物料被干燥（污泥含水率約為40%，污泥總量為40.0 t/d）。干燥機蒸出濕氣體與熱空氣混合后在負壓系統(tǒng)的抽吸下進入旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)除塵，保證干燥機蒸發(fā)出的水分快速被帶走，經(jīng)過旋風(fēng)除塵器凈化后的氣體進入噴淋塔及冷凝器冷卻后，由風(fēng)機抽走送入焚燒爐進行處理。

1 干化機B 結(jié)構(gòu)（如圖1）

圖1 干化機B 結(jié)構(gòu)圖（單位：mm）

干化機采用中空軸（內(nèi)部通蒸汽），長度為9 675、9 935 mm，軸材質(zhì)20#鋼、壁厚35 mm，外部包套5mm 的304 不銹鋼，真空圓盤全部采用12 mm 厚304 不銹鋼。

干化機B 參數(shù)，如表1 所示。

表1 干化機B 參數(shù)

2 故障處理及原因分析

2.1 故障描述

我公司真空圓盤干化機B2018 年來運行一直比較穩(wěn)定，但出現(xiàn)過兩次大的故障均被迫進行了停機處理。2019 年9 月11 日干化機B 電流高，停止進料，空載發(fā)現(xiàn)電流不穩(wěn)定且電流高，9 月12 日拆卸人孔檢查發(fā)現(xiàn)無積料現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)干化機機尾有輕微異響，拆卸軸承壓蓋檢查軸承發(fā)現(xiàn)軸承損壞，更換軸承后運行正常。

2021 年8 月21 日發(fā)現(xiàn)干化機B 電流起伏較大，最高值達到127 A，一般控制在100 A 以內(nèi)，并伴隨有摩擦及撞擊等異響，隨即采取措施降低進料，但情況未發(fā)生好轉(zhuǎn)。為防止設(shè)備發(fā)生事故，公司立即安排進行檢查?，F(xiàn)場開啟干化機頂部人孔蓋發(fā)現(xiàn)干化機內(nèi)部有蒸汽過流的聲音，發(fā)現(xiàn)真空圓盤出現(xiàn)漏點，并持續(xù)伴隨有摩擦碰撞聲。8 月22 日09：10 停止進料，進行降溫、處理。8 月22 至31 日對干化機B 檢查，發(fā)現(xiàn)干化機兩根軸都有下沉，從動軸下沉較大，軸中間處真空圓盤槳板已與底部接觸，機尾軸底部與隔板間隙較小。測量中間圓盤與上部支撐距離主動軸與從動軸相差約20 mm。從動軸中間部位，圓盤與外包軸焊接處出現(xiàn)約250 mm 的裂紋，真空圓盤徑向出現(xiàn)裂紋。割除中間圓盤查看主動軸情況，發(fā)現(xiàn)主動軸斷裂，中間凝液管線出現(xiàn)裂紋。

2.2 故障處理

2019 年拆卸機尾從動軸軸承后發(fā)現(xiàn)內(nèi)部軸承損壞、滾柱脫落、保持架斷裂且軸承處于缺油狀態(tài)，主動軸軸承正常。經(jīng)過對軸承各部位間隙進行測量發(fā)現(xiàn)機尾從動軸軸承安裝不到位，軸承座油道與軸承油道完全偏離導(dǎo)致潤滑脂無法進入軸承缺油、導(dǎo)致軸承損壞?，F(xiàn)場確認軸承無修復(fù)可能性后對舊軸承進行了破壞性拆除，并更換了新軸承。

2021 年8 月26 日對干化機機尾爆破片拆除、干化機進料入口管線倒盲，廢氣管線脫開、機尾軟連接脫開，具備檢修條件。8 月27 日對干化機內(nèi)部漏點主動軸真空圓盤兩處沙眼進行了補焊，同時發(fā)現(xiàn)了從動軸中間圓盤第17 跨裂紋撕裂嚴重，一并進行了滿焊處理；8 月28 日啟動干化機B 發(fā)現(xiàn)漏點處復(fù)漏并呈現(xiàn)撕裂狀態(tài)，懷疑主軸斷裂；8 月29 日開始對從動軸中間圓盤切割檢查。8 月31 日至9 月4 日開始對主動軸圓盤及外包進行切割檢查斷裂情況，共發(fā)現(xiàn)環(huán)型斷裂口一道，小裂紋3 道，并進行打破口、分段焊接修復(fù)。9 月5 日至7 日開始對主軸斷裂部位增加軸套（加強套）。9 月8 日至12 日對斷裂空缺處增加螺旋槳，對70 片圓盤均增加斜刮板，共增加刮板212 個，螺旋槳12 個。9 月12 日恢復(fù)下料閥及入料口盲板，恢復(fù)廢氣管線，進入調(diào)試階段。目前運行已有一個多月，運行正常、穩(wěn)定。

2.3 原因分析

1）軸承故障原因是軸承安裝不到位，軸承座油道與軸承油道偏離，在長時間無異常運行下導(dǎo)致所加潤滑脂無法進入軸承部位，不能起到潤滑作用所致。

2）干化機負荷大，滿負荷運行，每天單臺機器干化污泥約60 t，被干燥后的污泥含水率為15%左右，加重設(shè)備的損耗。

3）泥成分不斷發(fā)生變化，運行時發(fā)現(xiàn)污泥干化后硬度高，污泥成分中的氯離子使不銹鋼發(fā)生點腐蝕向內(nèi)滲透，使軸變脆性。溫度越高腐蝕越快，加重設(shè)備負載。

4）干化機真空軸的特殊的結(jié)構(gòu)，主動軸與從動軸長度分別為9 935 mm、9 675 mm,兩頭支撐，軸最薄弱點在中間處，易產(chǎn)生形變，加之高負荷運行及出料干加劇形變?，F(xiàn)場檢查已發(fā)生形變。

5）干化機連續(xù)運行，軸承滾子日常磨損，縮短中空軸與機體底部的間隙，產(chǎn)生摩擦[1]。

6）真空軸帶料轉(zhuǎn)動運行時是重力加扭力的疊加，使軸發(fā)生疲勞，設(shè)備時間越長，疲勞越明顯。

7）真空軸轉(zhuǎn)動過程中受過大的外力，只要有過一次，比如刮板與筒壁碰過，就會在中間處有反應(yīng)，比如很細的小裂紋。

8）真空軸內(nèi)部的蒸汽冷凝水會對小裂紋滲透腐蝕。

9）焊接件的焊接應(yīng)力，使焊接處的強度要低于未焊接處，中間處的焊接應(yīng)力的影響被放大。

2.4 常見故障及排除（如表2）

表2 常見故障及排除方法

3 結(jié)語

得出兩次次干化機故障主要是一軸承安裝不當(dāng)導(dǎo)致潤滑失效、長時間運行下缺油所致；二運行時間較長軸發(fā)生疲勞、腐蝕，三運行負荷較大，四真空軸特殊結(jié)構(gòu)所致。

最后，通過兩次故障檢查、檢修，我公司對干化機加強了潤滑管理；對從動軸中間受力薄弱處進行了改造，增加了加強套，并將軸中間多個圓盤改為自制槳葉，大大改進了設(shè)備性能。同時，通過咨詢廠家、同行業(yè)企業(yè)，我公司干化機真空軸發(fā)生斷裂現(xiàn)象，在其他廠基本未發(fā)生過，我公司這次故障實屬罕見現(xiàn)象。今后在平時生產(chǎn)運行中，要嚴格控制生產(chǎn)各項指標(biāo)，不能為了連續(xù)生產(chǎn)而忽視設(shè)備承受能力，更要杜絕設(shè)備帶病運行、超負荷運行，杜絕用設(shè)備拼產(chǎn)量、拼效益。