尿素裝置流化風機振動原因及改造

張本峰 吳 培 王銀鈴 張寶珠

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉(xiāng)453731)

尿素裝置流化風機振動原因及改造

張本峰 吳 培 王銀鈴 張寶珠

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉(xiāng)453731)

300 kt/a大顆粒尿素項目是河南心連心化肥有限公司差異化戰(zhàn)略的重要一環(huán)，2014年12月30日，該大顆粒尿素項目順利開車，開車過程較為平穩(wěn)，并生產(chǎn)出合格的大顆粒尿素產(chǎn)品，唯一不足的是尿素裝置中的主要設備流化風機振動較大。流化風機的振動不僅影響設備本身的運行，同時振動傳遞到鋼結(jié)構(gòu)框架，引起包裝秤飄移，進而使整個包裝系統(tǒng)無法正常運行，嚴重影響了大顆粒尿素裝置的正常生產(chǎn)運行。為解決這一問題，特成立攻關小組對該問題進行深入研究，探究流化風機振動的根源，并提出相應的解決方案，最終使該問題得以解決。

1 背景分析

300 kt/a大顆粒尿素裝置開車之后，便發(fā)現(xiàn)流化風機振動較大，與流化風機相連接的風管振動也較大。由于流化風機的振動引起了鋼結(jié)構(gòu)框架的振動，最終將振動傳遞到包裝秤，引起包裝秤漂移，導致無法正常包裝，進而被迫停車，給裝置的正常運行帶來了巨大的隱患，嚴重影響裝置的長周期穩(wěn)定運行。

通過現(xiàn)場攻關小組人員實際測量，對各處可能引發(fā)振動的振源進行了分析統(tǒng)計。改造前風機基礎及本體振動測量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 改造前風機基礎及本體振動測量數(shù)據(jù) mm/s

通過對現(xiàn)場流化風機本體及流化風機基礎的實際測量，結(jié)果顯示：流化風機本體的振動在標準范圍內(nèi)，由此可以排除流化風機本體原因?qū)е抡駝樱坏骰L機基礎的振動值要遠遠高于設定值，由此可以初步判斷流化風機的基礎存在一定問題，下一步需要著重對流化風機的基礎進行分析研究。

流化風機出口風道較寬，寬度達到3 600 mm，之后又分為5個支路。由于流體分布不均，可能產(chǎn)生渦流，進而導致風管振動，由風管振動帶動風機振動，同時風管與鋼框架之間為剛性連接，通過風管將振動直接傳遞到框架上，再由框架傳遞到包裝秤，引起包裝秤漂移。為此，現(xiàn)場對風管的振動數(shù)據(jù)進行了測量，風管振動實際測量數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 風管振動實際測量數(shù)據(jù) mm/s

由表2可以看出：風管振動的平均值為3.1 mm/s，雖然小于規(guī)定值，但在實際的個體測量中存在高于規(guī)定值的數(shù)據(jù)，同時平均值也較接近規(guī)定值，所以風管的振動不是引起風機振動的主要原因，但對風機的振動還是產(chǎn)生了一定的影響，對包裝秤的正常使用也存在一定的隱患，下一步也需要對風管進行改造。

通過分析，初步認為引起流化風機振動的原因為流化風機的基礎及風管這兩大因素，下一步需要對其進行具體的研究，最終確定改造方案，消除產(chǎn)生振動的根源。

2 改造措施

2.1 流化風機基礎加固

由于導致本次風機振動的主要原因是風機基礎，故先對風機基礎進行計算。

基礎質(zhì)量應為機器質(zhì)量的5倍，按F機器=84.9 kN，G基礎=2.26×1.6×4.2×20=303.7(kN)，則G基礎/F機器=3.58<5。

基底平均凈壓力Pk≤0.5f0(f0為施工現(xiàn)場修正后地基承載力)。

Pk=(F機器+G基礎)/A=(84.9+303.7)/(2.2×1.6)=110.4(kPa)>0.5f0=104(kPa)。

通過計算得知，風機基礎質(zhì)量與風機質(zhì)量的比值要低于經(jīng)驗值，同時該風機基礎在設計時為節(jié)省材料，將電機基礎、風機軸承基礎以及風機機殼基礎進行分開設計，各部分之間均留有空隙，而且該風機基礎設計垂直度較高，也是導致風機基礎振動的一個原因。為解決該問題，將風機的電機基礎與風機軸承基礎兩者的中間連接起來，形成一個整體。

對改造加固后的流化風機基礎重新進行核算，核算結(jié)果如下。

G基礎=(1.8+3.2)×4.2×0.5×2.26×20=474.6(kN)，則G基礎/F機器=5.59>5。

Pk=(F機器+G基)/A=(84.9+474.6)/(3.6×2.26)=68. 7(kPa)<0.5f0=104(kPa)

2.2 風管減振及加固

為解決風管振動導致風機本體振動以及隔離風管與框架之間振動的傳遞，主要措施有：①在3 600 mm的風管集箱內(nèi)增加導流板，消除渦流產(chǎn)生的可能，同時在風管集箱外側(cè)增設加固筋，以增加風管集箱的強度；②在風管集箱后5個支管上增加金屬膨脹節(jié)與后續(xù)設備進行隔離，將原有的剛性連接改為柔性連接，杜絕由其他裝置的振動而引起流化風機的振動。

3 改造后運行情況

通過以上改造，對改造后風機及包裝秤處的振動情況進行再次測量(見表3)。

表3 改造后現(xiàn)場實際測量數(shù)據(jù) mm/s

結(jié)果表明：改造后風機基礎振動值小于0.3 mm/s，達到了設定值，風機本體的振動值較改造前也有了一定的下降；包裝機的振動值在2.0 mm/s以下，在該振動范圍內(nèi)，包裝秤不再進行漂移。

4 結(jié)語

通過本次對尿素裝置流化風機的優(yōu)化改造，解決了流化風機的振動問題，保證了流化風機安全、穩(wěn)定運行，同時延長了其使用壽命。另外，通過將流化風機與鋼框架進行隔離，解決了因流化風機振動而引起尿素產(chǎn)品包裝秤漂移的問題，保證了大顆粒尿素裝置的長周期穩(wěn)定運行。

2016- 08- 18)