2#動力爐引風機入口調節門葉片斷裂脫落原因分析及對策

郭俊雷(中國石化海南煉油化工有限公司 海南 578101)

一、概述

中國石化海南煉油化工有限公司2#動力爐2006年3月投產，鍋爐主體設備是采用江西鍋爐廠生產的油氣聯合燃燒鍋爐，型號是J G-130/3.82-Y Q。配備兩臺陜鼓集團陜西驪山風機廠生產的離心式引風機，型號為Y 4-73-11 N 020 D，流量為167136-320627 M3/h，全壓為3701-2470pa，主軸轉速960 r/min，引風機入口調節門為陜鼓集團生產的花瓣式調節門，執行機構為氣動執行器。

花瓣式調節門常見問題

1.結構復雜。

2.加工時要求精度高：轉軸的方頭對角線要求與軸線成45°角，聯動柄方孔兩邊要求與聯動柄中心線平行，與另兩邊垂直；聯動柄長孔兩邊與聯動柄中心線平等且長度保持一致；轉圈、風筒、支撐板之間配合間隙要求高，否則會出現滑輪脫落的問題。

3.強度低：轉圈一般用扁鋼或圓鋼握制而成，容易變形。

4.開、閉不靈活：全閉時關閉不嚴、漏風嚴重，全開時開不全。轉圈變形后容易脫滑輪，使其不能轉動。

5.工藝復雜：轉軸一端開槽另一端還要銑方，聯動柄一端要銼方孔另一端要銑長孔。另外還要車滑輪、銷軸、小軸以及支撐板下料、鉆孔等。

6.由于是單向受力傳動，無論手動還是氣動均存在力矩大的問題。

二、事故經過

當時2#動力爐負荷為30 T/H左右低負荷運行，8902-K-202 D入口調節門執行機構故障，操作室不能操作，處于現場手動調節狀態。2012年10月11日19:462#動力爐爐膛負壓突然增大超量程報警，同時尾部煙道負壓也大幅上升，內操通知外操檢查無異常后，開大鼓風機入口擋板增大送風量，入口擋板開度由65%左右開至73%左右，20:35負壓降到-130pa左右，20:39負壓突然增大，同時現場8902-K-202 D劇烈震動，風機蝸殼內有金屬撞擊聲音，冷卻水入口管線震斷水噴出，外操迅速停運該引風機和運行鼓風機，2#動力爐連鎖停機。

三、原因分析

1.通過爐膛負壓分析：

10月10日開始8902-K-202 D入口擋板已經有裂紋并開始變形，只是沒有脫落，隨著變形越來越嚴重，引起負壓緩慢增大，如圖2所示。11日04:35負壓增大到-180pa左右,操作員關小引風機入口調節門，調節門開度由15%關至7.7%，爐膛負壓恢復正常范圍。調節門關小后正常的葉片開度變得更小，在變形葉片處通過的煙氣量變得更多，加劇了葉片變形速度。通過爐前送風和鼓風機出口風壓的變化，如圖3所示，說明燃燒器風門及鼓風機處于正常狀態,則調整后增加了引風機的負荷。此后爐膛負壓仍然是緩慢增大，到11日12:37爐膛負壓升至-170pa左右,通過開打鼓風機入口擋板增加送風量,爐膛負壓恢復正常范圍。

此狀態下運行至11日 19:46爐膛負壓突然增大增大超量程報警，操作員現場手動關引風機入口調節門，直至關不動為止，負壓沒有恢復正常仍然偏大，此時現場并沒有聽到異常聲音，操作員通過開大鼓風機入口調節門增大送風量，入口擋板開度由65%左右開至73%左右，20:35爐膛負壓降至-130pa左右，20:39

負壓突然增大，兩塊擋板脫落造成事故發生。操作員沒有認真分析負壓變化的原因，沒有及時切換引風機，使世態向惡化發展造成事故擴大化。圖2爐膛負壓 圖3爐前送風和鼓風機出口風壓的變化

2.通過對葉片檢查分析

風機解體檢查發現掉落的葉片，還發現調節門的葉片還有3塊有裂紋，裂紋都是同一個地方，即葉片與轉軸焊接處。

a、當調整擋板時，葉片偏心力產生的扭矩與執行機構產生的調節扭矩相反，同時扭矩集中在出現裂紋的地方，造成此處應力存在；

b、葉片轉動時其兩端轉軸為滑動摩擦，完全裸露在高溫煙氣中容易進灰造成干磨，擋板運動阻力大，造成裂紋處存在更大的應力；

c、聯動柄與小軸之間也是滑動摩擦，摩擦力很大，造成調節阻力增大；

d、擋板長時間使用后，有些聯動柄脫離調節轉圈或偏離主軸中心，造成各葉片開度不一樣，使得每塊葉片所承受的力矩大小不同。此次事故前風機擋板關至很小，但是煙氣量沒有降低反而增大，造成將要脫落的兩塊擋板處煙氣量偏大，同時其他擋板煙氣量不同，開度大的葉片所承受的應力就大，所以導致另有3塊擋板出現裂紋；

e、設備運行或備用已經很長時間，擋板受力點已經產生應力疲勞，極易斷裂；也有可能是材質缺陷造成裂紋出現。

三、整改措施

1、加強操作員技術水平的培養，提高責任心，培養主動積極思考分析的習慣和分析能力，果斷判斷問題所在及時正確處理，避免減少設備的損失；2、工藝上不允許引風機低負荷下運行；對裝置其他風機調節門逐一進行檢查，有裂紋的更換臨時葉片，并對轉動部位加二氧化鉬高溫潤滑脂，減小其間的摩擦力；3、在風機調節門風筒筒體上加格柵，防止以后葉片掉落進入風機葉輪損壞風機，并對葉片與轉軸和接頭連接處各焊接一塊加強板，增強葉片抗扭矩能力，如圖3所示。

圖3

結束語

通過對引風機調節門的一些列措施的實施，降低了葉片發生裂紋、脫落的可能性，但是沒有解決根本上的問題。建議對風機調節門形式進行重新設計改造；將風機擋板控制改為變頻控制，避免擋板調整過頻當來的事故隱患。

中石化海南煉油化工有限公司《動力鍋爐操作規程》.