余熱鍋爐引風機葉輪積灰成因分析與處理

王青軍

（中國石油遼陽石化分公司)

化工機泵

余熱鍋爐引風機葉輪積灰成因分析與處理

王青軍*

（中國石油遼陽石化分公司)

分析了引風機葉輪積灰的形成原因，提出了能有效地減少或防止積灰的措施。

引風機 葉輪 積灰 處理

Abstract： Analyzed the formation cause of ash deposition of the induced draft fan impeller， provided some effectivemeasures to reduce or preventash deposition.

Key words:Induced draft fan;Impeller;Ash deposition;Treatment

0 前言

引風機是催化重整裝置余熱回收系統的主要輔助設備，擔負著維持爐內負壓，輸送加熱爐產生的高溫煙氣的作用。但使用時間不長，引風機就會出現劇烈振動，嚴重時還會造成軸、軸承或葉輪等零部件的損壞，使機組停車，造成能源的極大浪費。

檢修時發現，葉輪非工作面上粘附著大量積灰。在風機蝸殼下部，同樣有大量塊狀的積灰存在。

1 風機故障的原因

風機在設計工況下運行時，氣流進入風機葉片流道的角度與葉片的進口安裝角相同，氣流沖擊角為零，即氣流沒有產生沖擊，平滑地流入葉片流道。當風機低于設計工況運行時，由于進口速度方向改變，氣流沖擊角小于進氣安裝角，形成正沖擊角；葉片非工作面上出現邊界層氣流分離和氣流回流，形成漩渦且沿著葉片的徑向方向發展，最終產生非工作面上的積灰。當積灰達到一定重量時，由于葉輪旋轉離心力的作用將一部分大塊積灰甩出葉輪。由于各葉片上的積灰不可能完全均勻一致，聚集或甩走灰塊的時間不一定同步，因此葉片的積灰不均勻，導致葉輪質量分布不平衡，使風機振動增大。

2 影響積灰的因素

（1）濕度：濕度是主要的影響因素，它是固體顆粒粘附的必要前提條件。在稀相(低濃度)氣固兩相流中，固相顆粒濃度分布比較均勻，集中程度較低。較高體積分數的水分有助于局部粘附情況的形成。另一方面，固體顆粒在水分的浸潤下，其表面張力比純固體顆粒要大得多，如果沒有水分，粘結情況一般很少發生。

（2）溫度：溫度降至露點溫度附近及以下時，會由于結露而結塊，這種情況主要發生在開始和停止兩個工作過程或保溫不好的時候。

（3）接觸面積的影響：當顆粒與葉輪邊壁接觸時，如果表面張力大于引起脫離的力(如慣性力、環流升力等)，則表現為粘結；反之，則表現為脫離。其中表面張力與表面積成正比，慣性力與體積成正比。一般地，在一定粒徑范圍內(顆粒粒徑太小，在流場中將不會與氣流發生脫離)，顆粒越小，表面張力與慣性力的比值越大，就越容易發生粘結。

（4）壓力的影響：壓力越低，水的沸點越低，葉輪非工作面的入口處就越易處于負壓狀態，水分也就越易蒸發，此時若粉塵粘附在葉輪上，就會迅速干燥結塊。此外堿金屬氧化物與水結合，形成氫氧化物，進而與氣流中的二氧化碳反應，在水分迅速蒸發的情況下，就形成堅硬的碳酸鹽沉積物。可見，壓力是影響積灰、硬化結塊的主要因素。

此外，積灰還與固體物料的特性、粉塵濃度、顆粒休止角、氣體流速、空氣動力學的影響等有關[1]。

3 減少積灰的措施

（1）優化加熱爐燃燒系統，使燃料氣充分燃燒，防止積炭，從源頭上降低積灰的可能性。

（2）修補爐體與煙囪的破損漏風處，人孔蓋處加石棉繩，加強爐體保溫，保證鍋爐給水溫度，提高風機入口處煙氣溫度，使之高于水蒸氣的露點溫度，防止水蒸氣凝結。

（3）優化風機葉輪結構 （例如：改變葉片型式和角度，增加導向葉片），減少或杜絕葉輪非工作面上的邊界層氣流分離和氣流回流，減少積灰形成。

4 積灰的清理

盡管采取了上述種種措施，但實際運行中難免還會有積灰的存在，因此必須經常或定期清理。

（1）停機機械清理

視風機振動情況停機進行機械清理。因積灰大多聚集在葉輪非工作面上，可打開蝸殼人孔蓋，用鐵鍬把積灰清理干凈。

（2）利用懸掛噴嘴吹蒸汽清理

利用懸掛噴嘴吹低壓蒸汽 （0.45 MPa，250℃），控制好蒸汽流量與噴吹時間，對葉片上的積灰進行清理。實踐證明，此法非常有效。

（3）用聲波清理

這種清除方法是依靠聲波發生器發出150～250 Hz的聲波，靠聲波的振動來除去葉片上的積灰。聲波的頻率取決于積灰的硬度。聲波發生器由壓縮空氣驅動，通過電磁閥控制。目前，此種方法采用得不多，未獲得豐富的經驗。

（4）其它方法清理

利用粗砂和礫石清理：該法是在吸風機入口加粗砂礫石，用壓縮空氣吹入。粗砂和礫石隨氣流送入，撞擊葉片上的積灰，使其脫落。粗砂或礫石的量要嚴格控制，否則會使葉片表面變得粗糙，不僅磨損葉片，而且還會使積灰加重，甚至使積灰粘附得更加堅固，難以再次清理。

[1] 馬正先，李慧，等.離心式通風機沉積物的形成和清理 [J].風機技術,1996(1):37-41.

Analysis of the Causes and Treatment of Ash Deposition of the HRSG Induced Draft Fan Im peller

WangQingjun

TH 43

2010-12-03）

*王青軍，男，1984年3月生，助理工程師。遼陽市，111003。