錦工羅茨鼓風(fēng)機(jī)溫度高跳閘處理案例

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來(lái)，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。

羅茨風(fēng)機(jī)是一種容積式壓縮風(fēng)機(jī)，其核心部件為包括主、從動(dòng)軸，葉輪和齒輪的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、風(fēng)機(jī)內(nèi)腔不需要潤(rùn)滑油、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于石化、電力、冶煉、食品和污水處理等諸多領(lǐng)域。羅茨風(fēng)機(jī)是電廠濕法脫硫工藝的關(guān)鍵設(shè)備之一，火電廠鍋爐系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法脫硫方式時(shí)，大多采用羅茨風(fēng)機(jī)為吸收塔鼓入足量空氣，用以氧化吸收塔漿液內(nèi)亞硫酸鈣，促使其生成易于后處理的二水硫酸鈣。羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性直接影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。大唐科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司信陽(yáng)項(xiàng)目部#4脫硫系統(tǒng)采用山東錦工有限公司生產(chǎn)的三葉式羅茨風(fēng)機(jī)，型號(hào)為JGR300，額定電流為49.4A，軸承在線監(jiān)測(cè)跳閘設(shè)定溫度為98℃，實(shí)際運(yùn)行中羅茨風(fēng)機(jī)電流為43A，高于其長(zhǎng)期正常運(yùn)行值（30～32A）。冬季時(shí)室溫較低，羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況良好（室溫5℃時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)前軸承在80℃左右），而到了夏季，當(dāng)室溫達(dá)到30℃以上時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)前軸承隨著室溫上升超過(guò)設(shè)定跳閘溫度。為避免跳閘，機(jī)組人員在機(jī)殼上加裝噴淋水降溫作為應(yīng)急處理措施，但運(yùn)行中衛(wèi)生狀況較差，沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。

1 解體檢查
為了從根本上解決羅茨風(fēng)機(jī)電流高軸承高溫問(wèn)題，我們對(duì)其進(jìn)行了解體檢查，解體檢查前，我們從風(fēng)機(jī)本身查找原因，推測(cè)可能有以下四種可能：（1）風(fēng)機(jī)內(nèi)部間隙發(fā)生變化，葉輪可能與墻板有輕微的摩擦，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出力大、電流高，摩擦生成的熱量傳遞至軸承處，導(dǎo)致軸承發(fā)熱；（2）軸承自身出現(xiàn)了問(wèn)題；（3）軸承與軸以及軸承室的配合出現(xiàn)了較大的間隙配合導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重；（4）軸承室中潤(rùn)滑油質(zhì)量較差，無(wú)法在軸承高速運(yùn)行中形成油膜，軸承滾子出現(xiàn)輕微干摩擦導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重。
解體后與推測(cè)對(duì)比如下：（1）風(fēng)機(jī)內(nèi)部間隙相對(duì)于上次檢修后發(fā)生了變化，主動(dòng)葉輪和前墻板間隙為0.30mm，小于0.40～0.60mm的裝配要求，前墻板上存在輕微摩擦痕跡，存在導(dǎo)致軸承發(fā)熱的可能；（2）解體后的軸承質(zhì)量較好，未發(fā)現(xiàn)滾子和滾道磨損現(xiàn)象，保持架完好無(wú)磨損，排除軸承自身問(wèn)題原因；（3）軸與軸承內(nèi)圈配合部位存在嚴(yán)重磨損現(xiàn)象，軸與軸承內(nèi)圈已成為間隙較大的間隙配合，存在發(fā)熱的可能性；（4）軸承室中的油位較高，將油脂放出檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)油脂顏色較黑，判斷為軸承長(zhǎng)期溫度較高，油脂在高溫下易變質(zhì)，變質(zhì)后的油脂潤(rùn)滑性能下降，能進(jìn)一步引起軸承發(fā)熱，形成惡性循環(huán)。對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪檢查后發(fā)現(xiàn)葉輪狀態(tài)良好，未有磨損的痕跡，考慮到未有動(dòng)平衡機(jī)，因條件受限，未對(duì)其進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)即回裝；對(duì)風(fēng)機(jī)齒輪檢查后發(fā)現(xiàn)齒輪原材質(zhì)為20CrMnTi合金鋼，材質(zhì)較好，在使用中齒輪未發(fā)生磨損以及斷齒現(xiàn)象，未對(duì)齒輪進(jìn)行調(diào)整；軸承室油箱內(nèi)每個(gè)軸承處均有一個(gè)甩油盤(pán)，固定在葉輪末端，隨著軸一起旋轉(zhuǎn)將油甩至軸承上，讓軸承充分潤(rùn)滑，有兩個(gè)甩油盤(pán)發(fā)生損壞，采用3mm厚鋼板按照原來(lái)甩油盤(pán)尺寸重新制作兩個(gè)甩油盤(pán)；檢查風(fēng)機(jī)軸承鎖緊螺母止退鎖片，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)多次使用，鎖片已經(jīng)失效，無(wú)法起到防止鎖緊螺母松脫的功效，為防止運(yùn)行中軸承鎖緊螺母松脫，更換全部失效止退縮片；檢查軸承室油箱殼體冷卻水管路內(nèi)較多水銹，對(duì)其震打后注入稀草酸溶液，待其充分反應(yīng)后，將草酸倒掉，重新注入清水，清洗干凈，保證冷卻水環(huán)路的暢通。
2 初步處理
2.1 處理方案
對(duì)軸磨損處進(jìn)行噴涂處理，噴涂后軸承內(nèi)圈與軸為0.02mm緊力的緊配合，軸承雖然無(wú)損壞，但從長(zhǎng)期運(yùn)行方面考慮，仍然更換了FAG廠家C0間隙22224軸承兩套，NU324軸承兩套，軸承室內(nèi)部油脂進(jìn)行了重新更換，軸承箱骨架油封在經(jīng)受長(zhǎng)期高溫后，存在老化現(xiàn)象，全部更換為氟橡膠材質(zhì)，保證運(yùn)行中不發(fā)生潤(rùn)滑油滲漏，羅茨風(fēng)機(jī)內(nèi)部間隙進(jìn)行了重新調(diào)整，測(cè)量部位如圖1，a1是從動(dòng)輪葉輪與前墻板間隙，a2是主動(dòng)輪葉輪與前墻板間隙，b1是從動(dòng)輪葉輪與后墻板間隙，b2是主動(dòng)輪葉輪與后墻板間隙，c1是主動(dòng)輪葉輪與殼體間隙，c2是從動(dòng)輪葉輪與殼體間隙，d1是主動(dòng)輪為動(dòng)力輪時(shí)葉輪之間間隙，d2是從動(dòng)輪為動(dòng)力輪時(shí)葉輪之間間隙，調(diào)整后參數(shù)見(jiàn)表1，符合羅茨風(fēng)機(jī)出廠使用說(shuō)明書(shū)要求標(biāo)準(zhǔn)。
d1：主動(dòng)輪為動(dòng)力輪時(shí)的測(cè)量值；d2：從動(dòng)輪為動(dòng)力輪時(shí)的測(cè)量值。羅茨風(fēng)機(jī)裝配完畢后，我們對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行中心找正，考慮到風(fēng)機(jī)運(yùn)行中葉輪及軸溫度較高，風(fēng)機(jī)熱膨脹相對(duì)于電機(jī)要大，風(fēng)機(jī)較之于電機(jī)要略低，同時(shí)為上張口，兼顧到電機(jī)的轉(zhuǎn)速為980r/min，找正結(jié)果需要將徑向與軸向誤差控制在0.10mm內(nèi)，本次中心找正百分表架裝在羅茨風(fēng)機(jī)上，最終找正結(jié)果：風(fēng)機(jī)較之于電機(jī)徑向偏差為0.05mm，風(fēng)機(jī)低于電機(jī)，軸向誤差為0.07mm，為上張口，符合找正要求。
2.2 試運(yùn)結(jié)果
對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行送電試運(yùn)行，在運(yùn)行中風(fēng)機(jī)的電流和前軸承溫度曲線如圖2。室溫為20℃情況下，風(fēng)機(jī)前軸承溫度上升較快，電流仍然較大，未等前軸承溫度上升至跳閘溫度98℃時(shí)，及時(shí)安排風(fēng)機(jī)進(jìn)行停運(yùn)。風(fēng)機(jī)在本次檢修后與檢修前相差不大，檢修中所做調(diào)整未起到明顯效果。
3 再次處理
3.1 制定檢修方案
由于在初步檢修中未查找到風(fēng)機(jī)運(yùn)行中存在問(wèn)題的根本原因，計(jì)劃從如下兩方面考慮：（1）風(fēng)機(jī)前軸承為22224軸承兩套，本次安裝軸承游隙為C0系列，考慮到前軸承發(fā)熱嚴(yán)重，將兩套前軸承更換為游隙為C3系列的FAG軸承；（2）風(fēng)機(jī)內(nèi)部間隙正常情況下，風(fēng)機(jī)前軸承溫度以及電流依然高，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管線進(jìn)行排查，羅茨風(fēng)機(jī)出入口管線有可能堵塞或者出口門(mén)存在不能全開(kāi)的現(xiàn)象，若出口管線堵塞將導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出力壓力增大，出口溫度高，進(jìn)而導(dǎo)致電流高，軸承溫度高。

羅茨風(fēng)機(jī)出口母管后分為四根支管進(jìn)入脫硫吸收塔內(nèi)，因出口風(fēng)溫度較高，在風(fēng)機(jī)出口每根支管上加裝氧化風(fēng)減濕水，在對(duì)每根支管進(jìn)行拆開(kāi)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)分叉處堵塞較多垢狀物，其中一根支管已經(jīng)接近于完全堵死，將管道內(nèi)堵塞物清理干凈，同時(shí)將垢狀物進(jìn)行化驗(yàn)，其中亞硫酸鈣成分為0.7%，二水硫酸鈣成分為8.38%，其余成分為碳酸鈣與碳酸鎂，排除了脫硫吸收塔內(nèi)硫酸鈣漿液倒吸至出口風(fēng)管道內(nèi)的可能，此處所結(jié)垢狀物大多為加濕水受熱后析出的水垢。脫硫系統(tǒng)用水有兩路來(lái)源：一路是廠內(nèi)循環(huán)工藝水；一路是從水源地來(lái)的單向工業(yè)水。工藝水在不斷循環(huán)過(guò)程中，水中離子濃度偏高，水中碳酸氫根離子在受到氧化風(fēng)機(jī)出口管道高于70℃的風(fēng)溫作用下，加速轉(zhuǎn)化成碳酸根離子，結(jié)垢板結(jié)，堵塞管道。本次檢修對(duì)氧化風(fēng)機(jī)出口管線加濕水進(jìn)行改造，將原取自工藝水的加濕水改為從工業(yè)水取水，提高水質(zhì)，同時(shí)也對(duì)減溫加濕水霧化噴嘴進(jìn)行更換，從空心錐型噴嘴更換為螺旋錐型，將噴出水霧更好地霧化，減小霧化后霧滴的直徑，增大了霧滴與熱空氣反應(yīng)面積，能夠更好地起到降溫作用的同時(shí)也能減少水垢的生成。將風(fēng)機(jī)前軸承更換為游隙為C3系列的22224軸承兩套，加大游隙軸承，滾子與滾道間隙相對(duì)較大，在運(yùn)行中受熱膨脹后，減小軸承滾子和滾道的發(fā)熱量。風(fēng)機(jī)內(nèi)部間隙又重新進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的數(shù)據(jù)與上次調(diào)整后的數(shù)據(jù)相同（圖1及表1），回裝完畢后，進(jìn)行找正，找正后的數(shù)據(jù)為風(fēng)機(jī)徑向低于電機(jī)0.05mm，軸向?yàn)樯蠌埧?，誤差為0.06mm，符合找正要求。

送電后，在室溫為25℃情況下，再次試運(yùn)行，運(yùn)行中數(shù)據(jù)曲線如圖3。
第二次處理后，在室溫為25℃情況下，風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行中前軸承溫度不高于72℃，較之于原來(lái)下降大于20℃；電流也由原來(lái)的43A左右下降至31A，下降12A左右，既保證了機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也相對(duì)于檢修之前更節(jié)能經(jīng)濟(jì)。羅茨風(fēng)機(jī)作為容積式風(fēng)機(jī)，羅茨風(fēng)機(jī)的流量幾乎不隨壓力而變化，應(yīng)盡量避免風(fēng)機(jī)出口管線堵塞以及出口閥門(mén)不能全開(kāi)等工作狀態(tài)，吸收塔液位每提高1m，氧化風(fēng)機(jī)出口壓力增加10kPa左右，出口風(fēng)溫升高10℃左右，至此已查找到本次羅茨風(fēng)機(jī)前軸承溫度高電流高原因：風(fēng)機(jī)出口管線堵塞導(dǎo)致出口壓力增加，風(fēng)機(jī)出力增大，風(fēng)機(jī)出力增大后電流隨之上升，同時(shí)出口管線溫度升高后高溫氣體將熱量傳至葉輪部位，葉輪將熱量通過(guò)傳動(dòng)軸傳至前軸承處；在對(duì)出口管線進(jìn)行疏通后，一切數(shù)據(jù)均恢復(fù)正常。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)行一個(gè)周期后停機(jī)檢查時(shí)，對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)行檢查是設(shè)備管理人員必不可少的一項(xiàng)工作，但對(duì)于風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管線系統(tǒng)的檢查，大多處于疏于管理的狀態(tài)，容易導(dǎo)致管線內(nèi)部結(jié)垢而未得到及時(shí)清理。通過(guò)提高出口風(fēng)溫減溫水水質(zhì)以及霧化效果，可以在一定程度上減少水垢生成；定期對(duì)出口管線進(jìn)行檢查，保證出口管線的暢通，才能保證風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。

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