酸再生機組廢氣鈦風機易發故障的原因分析及技術攻關

張繼峰+聶現秋

摘 要：通過對酸再生機組進口RVHS1/RU250K鈦風機運行過程中易發故障的分析研究，找出了這些故障產生的原因，并進行了技術攻關，實施了相應的改進措施，實現了該風機的穩定運行。同時，這些技術的應用對國內冶金、化工領域同類型設備的技術消化吸收及自主改進創新、故障維修具有良好的借鑒作用。

關鍵詞：鈦風機；鈦葉輪；易發故障；原因分析、改進措施；效果；借鑒作用

中圖分類號：TF111 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）31-0073-02

1 概述

酸再生機組采用了ANDRITZ RUTHER公司廢鹽酸噴霧焙燒再生工藝。配套的132KW RVHS1/RU250K鈦風機是德國EVG公司設備，該風機是為再生酸生產系統提供負壓，為焙燒爐、預濃縮器、吸收塔、洗滌塔及管道內的HCL氣體、水蒸氣、廢爐氣的流動提供動力的關鍵設備。其葉輪為鈦金屬葉輪，殼體為鋼襯膠殼體，該風機內部工作環境為80℃腐蝕氣體環境，主要為鹽酸霧氣。在生產過程中，該鈦風機易發故障如下：（1）驅動箱軸承損壞及其箱體破裂；（2）風機鋼襯膠殼體局部穿孔漏酸；（3）鈦葉輪葉片、輪轂筋板焊縫局部開裂；（4）風機鋼襯膠殼體內部鈦襯板脫落；（5）風機葉輪鈦葉片外表面及其平衡塊腐蝕嚴重；（6）風機鈦葉輪脫落。通過技術人員認真分析研究，查閱大量技術資料，精心觀測該風機運行參數變化，對以上易發故障進行了技術攻關，取得了良好效果。

2 鈦風機易發故障的原因分析及技術攻關措施

2.1 軸承、驅動箱損壞及箱體破裂的原因分析及技術攻關措施

該損壞形式多發于葉輪側，出現SKF6315/C3軸承保持架損壞、軸承與驅動軸及箱體配合面磨損、甚至造成驅動箱體破裂。原因分析：軸承潤滑不良，軸承振動超標，一般由鈦葉輪動平衡超差所致，箱體強度低。技術攻關措施：增設智能潤滑系統MEMOLUB HPS確保精確潤滑，當軸承驅動箱振動速度大于4mm/s時，需對風機鈦葉輪進行動平衡，增加鈦合金平衡塊，使葉輪平衡精度達到6.3mm/s。驅動箱材質由鑄鐵改為鑄鋼。

2.2 風機鋼襯膠殼體局部穿孔漏酸的原因分析及技術攻關措施

在風機襯膠殼體的應力集中棱角部位，易出現硬質襯膠裂紋漏酸，導致鋼殼體腐蝕穿孔。原因分析：風機殼體襯膠硫化過程中，內部氣泡產生砂眼缺陷，在異常振動條件下加速襯膠老化。技術攻關措施：當風機殼體振動速度大于5mm/s，需對風機鈦葉輪進行動平衡，增加鈦合金平衡塊，使葉輪平衡精度達到6.3mm/s。對于漏酸部位襯膠修補，清理出新面，采用德國進口耐酸耐高溫SEMPEREMA A+B膠泥修補。

2.3 鈦葉輪葉片、輪轂筋板焊縫局部開裂的原因分析及技術攻關措施

原因分析：腐蝕引起焊肉鈦金屬流失，焊縫強度降低，產生微裂紋。鈦金屬在鹽酸中極易發生的縫隙腐蝕作用下，微裂紋迅速擴展為明顯裂紋。鈦葉輪動平衡超差引起微裂紋發生并擴展。技術攻關措施：改善鈦葉輪腐蝕環境，保持生產再生酸的濃度在180-200g/L，鈦葉輪表面鹽酸溫度小于80℃、濃度小于1.7%，使鈦葉輪表面處在鈍化區。采用含Fe3+濃度為50mg/L、流量為1000L/h的漂洗水噴淋鈦葉輪，使鈦葉輪表面始終處于鈍化態。保持風機功率參數小于85%，當風機殼體振動速度大于5mm/s，需對風機鈦葉輪進行動平衡，增加鈦合金平衡塊，使葉輪平衡精度達到6.3mm/s。

2.4 風機鋼襯膠殼體內部鈦襯板脫落的原因分析及技術攻關措施

原因分析：鈦風機內部腐蝕環境惡劣，固定鈦襯板的M8鈦螺栓與鈦螺母之間、鈦螺母與鈦襯板之間，在80℃鹽酸霧氣腐蝕環境中發生縫隙腐蝕，造成M8鈦螺栓與鈦螺母腐蝕脫落并引發鈦襯板脫落。技術攻關措施：改善鈦風機內部腐蝕環境，保持生產再生酸的濃度在180-200g/L，鈦襯板、鈦螺栓與鈦螺母表面鹽酸溫度小于80℃、濃度小于1.7%，使鈦金屬表面處在鈍化區。采用含Fe3+濃度為50mg/L、流量為1000L/h的漂洗水噴淋鈦葉輪芯部，通過離心力將漂洗水覆蓋鈦襯板、鈦螺栓與鈦螺母表面，使鈦金屬表面始終處于鈍化態。在固定鈦襯板的M8鈦螺栓與鈦螺母的外表面，采用德國進口耐酸耐高溫SEMPEREMA A+B膠泥進行密封覆蓋。

2.5 風機鈦葉輪葉片外表面及其平衡塊腐蝕嚴重的原因分析及技術攻關措施

原因分析：未經再次稀釋的鹽酸霧氣在風機鈦葉輪引風口及葉輪外圓周邊處存在紊流，并直接與鈦葉輪葉片外表面及其平衡塊接觸產生腐蝕。在鈦風機內部80℃焙燒爐廢爐氣中，鈦金屬表面鹽酸濃度超標。技術攻關措施：在鈦風機側蓋上增設對葉輪葉片外表面及其平衡塊噴淋漂洗水裝置（圖1）。使含Fe3+濃度為50mg/L、流量為1000L/h的漂洗水直接作用在鈦葉輪葉片外表面及其平衡塊表面。目的是稀釋鹽酸霧氣中的鹽酸濃度并使鈦金屬表面處在鈍化態。改善鈦風機內部腐蝕環境，生產再生酸的濃度保持在180-200g/L，鹽酸霧氣溫度小于80℃、濃度小于1.7%。

2.6 風機鈦葉輪脫落的原因分析及技術攻關措施

原因分析：葉輪芯部輪轂端密封蓋M6-6鈦螺釘螺紋間產生縫隙腐蝕，導致M6固定鈦螺釘脫落，從而引起葉輪芯部輪轂端密封蓋脫落、軸端M20定位鈦螺釘螺紋間產生縫隙腐蝕后脫落、碳鋼傳動軸與葉輪芯部輪轂配合面產生縫隙腐蝕，尤其是該碳鋼軸端在80℃酸霧中發生急劇腐蝕、造成鈦葉輪在高速旋轉中突然脫落的惡性事故。

技術攻關措施：將原葉輪芯部輪轂端密封蓋（圖2）進行結構上、固定形式上的技術改進。原葉輪芯部輪轂端密封蓋是由均布的M6-6鈦螺釘固定（圖2）。改進后，新結構的鈦密封蓋（圖3）采用M90*2的左旋內螺紋連接固定形式。

3 使用效果

對上述技術攻關措施實施后，酸再生機組RVHS1/RU250K鈦風機運行情況穩定。幾年來未發生鈦風機事故，實現廢鹽酸處理率100%，年減少經濟損失150余萬元，徹底解決了該風機因故障率高對帶鋼連續酸洗生產線的制約生產問題。

4 結束語

通過對帶鋼連續酸洗生產線酸再生機組進口RVHS1/RU250K鈦風機運行過程中出現的各種故障的技術攻關、技術的消化吸收與創新，收到了良好效果，提高了腐蝕環境下大家對該特殊風機的維護技術水平，改進后的鈦風機故障率明顯降低。以上各技術成果的應用能為國內冶金、化工領域同類型設備的技術消化、吸收及自主創新、腐蝕環境下該類設備的維護、技術改進具有良好的借鑒作用。

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