離心鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行中遇到的問(wèn)題及處理方法

路超 李保樂(lè)

摘要：作為“焦化心臟” 的煤氣鼓風(fēng)機(jī)在焦化生產(chǎn)過(guò)程中起著極其重要的作用。鼓風(fēng)機(jī)是否穩(wěn)定運(yùn)行， 是否高效節(jié)能， 是否能適合焦?fàn)t煤氣量的周期性波動(dòng)， 對(duì)于煤氣凈化系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：離心鼓風(fēng)機(jī);運(yùn)行;處理方法;

鼓風(fēng)機(jī)是焦化生產(chǎn)過(guò)程中比較重要的裝置，又是耗電大戶，其運(yùn)行質(zhì)量的好與差直接關(guān)系到焦化生產(chǎn)安全性，這對(duì)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性及檢修水平提出了較高的要求。

一、并聯(lián)風(fēng)機(jī)運(yùn)行中遇到的問(wèn)題

1.并聯(lián)風(fēng)機(jī)運(yùn)行易發(fā)生喘振的原因。所謂喘振，是指軸流式風(fēng)機(jī)性能與其所在的管路系統(tǒng)性能不協(xié)調(diào)時(shí)發(fā)生的一種氣流振蕩現(xiàn)象（即風(fēng)量、風(fēng)壓等大幅度的縱向脈動(dòng)）。實(shí)際上，軸流式風(fēng)機(jī)在管路系統(tǒng)中的運(yùn)行過(guò)程就是風(fēng)機(jī)與管路兩者互相協(xié)調(diào)的過(guò)程。若能協(xié)調(diào)平衡，則風(fēng)機(jī)在某一位置穩(wěn)定工作;一旦原有平衡被破壞，若能很快協(xié)調(diào)一致，即可繼續(xù)在新的平衡位置穩(wěn)定工作;若互相協(xié)調(diào)之后始終找不到平衡位置，后果就是管路中氣流的來(lái)回振蕩，即發(fā)生喘振。一般情況是：管路系統(tǒng)壓力突然升高（或風(fēng)機(jī)壓力突然下降），此時(shí)風(fēng)機(jī)以減小流量來(lái)提高壓力（或管路系統(tǒng)壓力隨之降低），因此極易越過(guò)“馬鞍型”曲線峰點(diǎn)，進(jìn)入“喘振區(qū)”，發(fā)生“倒流”，使管路壓力降落，風(fēng)機(jī)流量增加，隨之管路壓力再次升高;管路壓力的升高，使風(fēng)機(jī)不得不與之協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)不一致的結(jié)果是再次越過(guò)“馬鞍型”曲線峰點(diǎn)，進(jìn)入“喘振區(qū)”，如此循環(huán)。與單風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象相比，并聯(lián)運(yùn)行軸流式風(fēng)機(jī)的喘振實(shí)質(zhì)是一樣的，但此時(shí)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)之間沒能互相匹配才是喘振的最常見誘因。所謂匹配，是指兩臺(tái)并聯(lián)風(fēng)機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)、運(yùn)行參數(shù)、操作等配合必須保持在合理范圍內(nèi)，否則不僅偏離經(jīng)濟(jì)區(qū)太遠(yuǎn)，而且其中某臺(tái)風(fēng)機(jī)極易進(jìn)入“喘振區(qū)”而發(fā)生喘振。液力耦合器開度不一樣，轉(zhuǎn)速也不一樣，針對(duì)某一動(dòng)葉角度，不發(fā)生喘振時(shí)都有一定的最小風(fēng)量和最大風(fēng)壓限制。當(dāng)小流量風(fēng)機(jī)流量減小到“馬鞍型”曲線峰點(diǎn)之前時(shí)，則進(jìn)入“喘振區(qū)”，喘振隨之發(fā)生。

2.入口壓力擾動(dòng)因素。在2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的脫硫系統(tǒng)中， 對(duì)脫硫系統(tǒng)入口壓力調(diào)節(jié)影響較大的外部擾動(dòng)因素主要有兩個(gè)： 一是機(jī)組運(yùn)行工況的變化; 二是煙氣旁路擋板門的開、關(guān)。同時(shí)， 由于2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，其共同的工作點(diǎn)會(huì)隨著運(yùn)行工況的變化而變化， 但因各自所受到的阻力不同， 會(huì)導(dǎo)致2 臺(tái)風(fēng)機(jī)的出力差異， 從而使得并聯(lián)運(yùn)行的增壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)搶風(fēng)，即風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)不平衡， 或者由于并機(jī)過(guò)程中操作不當(dāng)而引起失速， 產(chǎn)生風(fēng)機(jī)振動(dòng)增大、運(yùn)行電流大幅波動(dòng)、風(fēng)機(jī)出力明顯下降等問(wèn)題， 使脫硫系統(tǒng)入口壓力調(diào)節(jié)特性變差， 導(dǎo)致增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定和脫硫系統(tǒng)入口壓力的內(nèi)部擾動(dòng)。上述兩種擾動(dòng)都會(huì)使并聯(lián)增壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)發(fā)生偏移。如果2臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)的出力分配不均， 就會(huì)對(duì)增壓風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊， 甚至影響脫硫系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

二、處理方法

1.防喘振的處理方法。

（1）正確獲得安全操作曲線。風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)與廠家提供的性能曲線上的失速極限線還有較大距離。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，根據(jù)失速時(shí)的風(fēng)量、風(fēng)壓等數(shù)據(jù)對(duì)原失速極限線進(jìn)行修正，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的失速區(qū)域大于廠家提供的失速區(qū)域，因此，根據(jù)修正的失速極限線重新設(shè)定防喘振安全操作線后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)機(jī)喘振的準(zhǔn)確防控。

（2）并聯(lián)運(yùn)行軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)量匹配。1）增大風(fēng)量和降低風(fēng)壓有利于風(fēng)機(jī)離開“喘振區(qū)”。但要注意，兩者是相互制約的，如增大風(fēng)量的同時(shí)使得風(fēng)壓超限，亦會(huì)發(fā)生喘振;而此時(shí)若減小動(dòng)葉開度，雖然風(fēng)量有所下降，但風(fēng)壓也下降，即在小動(dòng)葉開度下風(fēng)量和風(fēng)壓仍可控制在安全范圍內(nèi)而避開“喘振區(qū)”。某焦化廠兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的一次風(fēng)機(jī)，一臺(tái)因故障停機(jī)。重新啟動(dòng)并聯(lián)時(shí)，喘振信號(hào)來(lái)，隨即風(fēng)機(jī)跳閘而不能并入。此時(shí)另一臺(tái)正常運(yùn)行，母管風(fēng)壓正常。通過(guò)分析并進(jìn)行試驗(yàn)后，并聯(lián)成功。過(guò)程如下：并聯(lián)前，關(guān)閉風(fēng)機(jī)動(dòng)葉，同時(shí)關(guān)閉“啟動(dòng)”風(fēng)機(jī)出口風(fēng)門，否則“運(yùn)行”風(fēng)機(jī)的倒風(fēng)將使喘振保護(hù)動(dòng)作而無(wú)法啟動(dòng);當(dāng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，打開出口風(fēng)門，并逐漸打開動(dòng)葉，同時(shí)將運(yùn)行風(fēng)機(jī)動(dòng)葉角度關(guān)小，此過(guò)程注意兩風(fēng)機(jī)風(fēng)量的匹配，既要保證系統(tǒng)負(fù)荷，又要防止喘振發(fā)生;最后兩臺(tái)風(fēng)機(jī)動(dòng)葉開度、電流等相同時(shí)，并聯(lián)完成。需要指出，并聯(lián)時(shí)單臺(tái)風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)壓力至少低于風(fēng)機(jī)失速極限線壓力10%，即應(yīng)處于防喘振安全操作線區(qū)域，否則將發(fā)生喘振。

2）管路系統(tǒng)阻力增大，其特性曲線上揚(yáng)，使得兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行風(fēng)機(jī)的風(fēng)量不匹配，從而發(fā)生喘振現(xiàn)象。當(dāng)喘振發(fā)生時(shí)可考慮調(diào)整管路系統(tǒng)的性能曲線使兩臺(tái)并聯(lián)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量匹配，如管路出口風(fēng)門擋板開度增大以減小管路阻力，使其性能曲線下移等。

2.入口壓力控制方案。為了使脫硫系統(tǒng)入口壓力能夠自動(dòng)適應(yīng)主機(jī)組鍋爐負(fù)荷的變化， 并且保證在關(guān)閉、開啟旁路擋板門過(guò)程中不對(duì)主機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響， 提出以下控制思路：取鍋爐總風(fēng)量或鍋爐負(fù)荷作為脫硫系統(tǒng)入口壓力控制器調(diào)節(jié)回路的前饋， 保證風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)導(dǎo)葉（動(dòng)葉或者靜葉）在主機(jī)組升降負(fù)荷時(shí)能快速動(dòng)作， 以適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷的快速變化， 維持脫硫系統(tǒng)入口壓力穩(wěn)定， 并且不影響主機(jī)組鍋爐負(fù)壓調(diào)節(jié)。同時(shí)， 為了保證在脫硫系統(tǒng)入口壓力控制設(shè)為自動(dòng)的情況下， 運(yùn)行人員能夠靈活自主地調(diào)節(jié)、分配2臺(tái)風(fēng)機(jī)的出力， 在控制調(diào)節(jié)回路中設(shè)置了偏置模塊。在脫硫入口壓力控制系統(tǒng)的作用下， 鍋爐總風(fēng)量的擾動(dòng)得到了很好的抑制， 在系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)， 保證了脫硫系統(tǒng)入口壓力的穩(wěn)定。在脫硫入口壓力控制系統(tǒng)投入自動(dòng)時(shí)， 通過(guò)偏置模塊的作用， 可以有效調(diào)節(jié)、平衡2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行增壓風(fēng)機(jī)的出力。

三、注意問(wèn)題

1.對(duì)風(fēng)機(jī)的檢修與維護(hù)， 主要是按計(jì)劃按時(shí)間進(jìn)行檢修檢測(cè)與維護(hù)， 根據(jù)風(fēng)機(jī)停機(jī)前的運(yùn)行狀況和反饋的數(shù)據(jù)逐一檢測(cè)并記錄， 確保定修質(zhì)量關(guān)。風(fēng)機(jī)在定修完成上蓋前轉(zhuǎn)子葉輪（ 非不銹鋼） 涂上防腐油， 同時(shí)， 管理部門應(yīng)不定期的抽查風(fēng)機(jī)的維護(hù)情況， 如盤車情況、潤(rùn)滑油的質(zhì)量情況和高壓電器維護(hù)情況， 以便為風(fēng)機(jī)在下一個(gè)運(yùn)行周期中， 打下安全可靠的基礎(chǔ)。我廠至今， 焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)的故障停機(jī)率為0， 而煤氣鼓風(fēng)機(jī)的一次開機(jī)成功率為100%。因此這種計(jì)劃性檢修檢測(cè)與維護(hù)， 局部項(xiàng)修和調(diào)整， 并沒有“過(guò)剩維修”， 而相反， 減少了設(shè)備大中修次數(shù)和費(fèi)用， 由于轉(zhuǎn)子和軸承等的改進(jìn)使之耐用， 維修費(fèi)用也逐年下降。

2.主軸與瓦的檢查。軸徑與軸瓦接觸表面的檢查， 有輕微劃痕時(shí)， 可用拋重新拋亮; 檢查軸承， 巴氏合金瓦是否有裂紋、脫落離胎等現(xiàn)象。風(fēng)機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸徑與軸瓦均有渦損的現(xiàn)象， 后來(lái)， 修復(fù)了軸徑， 更換了軸瓦，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行了一個(gè)周期。用塞尺測(cè)量其噴油口與轉(zhuǎn)子平行盤的間隙是否有變化， 一般未換轉(zhuǎn)子和止推軸承不必調(diào)整。增速機(jī)低速軸與電機(jī)主軸的同心度±0.03; 增速機(jī)高速軸與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的同心度±0.02; 其精度的好壞直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行和振幅的大小。同時(shí)整體安裝具有一定的“揚(yáng)度”， 電機(jī)尾端和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子前端用精度水平儀檢測(cè)應(yīng)高出一格。

煤氣鼓風(fēng)機(jī)作為重點(diǎn)設(shè)備之一， 其運(yùn)行狀態(tài)和檢修維護(hù)一直是焦化廠設(shè)備檢修工作的重點(diǎn)。當(dāng)然鼓風(fēng)機(jī)機(jī)組是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及機(jī)械、電氣、自控等各個(gè)方面，對(duì)其故障的精確檢測(cè)和判斷還需要技術(shù)人員不斷積累經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李建明，肖澤儀，等.高速回轉(zhuǎn)件強(qiáng)度與振動(dòng).成都：四川大學(xué)出版社，2016.

[2]張華.對(duì)軸頸半速渦動(dòng)的修正[J].電力學(xué)報(bào)，2016（31）.

[3]王志標(biāo)，張?jiān)缧?葉輪壓縮機(jī)喘振的機(jī)理及防喘振策略研究[J].化工自動(dòng)化及儀表， 2017（30）.

[4]等旺群，高德平.轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性及動(dòng)平衡研究綜述[J].燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究，2017（21）.