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原標題：案例分析：污水曝氣羅茨風(fēng)機電機超載問題和解決辦法
前段時間錦工風(fēng)機接待了一位關(guān)于風(fēng)機維修的客戶，該客戶是污水處理廠，他們之前采購的曝氣風(fēng)機的型號是125口徑、1050轉(zhuǎn)、40kpa、22kw的風(fēng)機，該風(fēng)機在使用過程中會出現(xiàn)超載的情況，根據(jù)我們錦工風(fēng)機與該公司技術(shù)的溝通，基本得到了以下總結(jié)：
1、電動機過載原因
1）進口過濾器堵塞或其他原因造成阻力增高，形成負壓（在出口壓力不變情況下，升壓增高）。
2）出口系統(tǒng)壓力增加。
3）靜、動件發(fā)生摩擦。
4）齒輪損壞。
5）軸承損壞。
2、逐項分析和檢查
1）檢修人員對進口過濾器進行檢查,不存在污堵，不會造成溫升現(xiàn)象，確認為非主要原因。
2）羅茨風(fēng)機出口壓力為55kPa，大于風(fēng)機設(shè)計的額定壓力40kPa，確定為主要原因。
3）檢修人員對羅茨風(fēng)機靜、動件進行檢查，間隙符合要求，確認為非主要原因。
4）檢修人員對羅茨風(fēng)機主、從動齒輪進行檢查，經(jīng)檢查錐度配合接觸面75%以上、耦合間隙符合要求，確認為非主要原因。
5）檢修人員對羅茨風(fēng)機和電動機軸承都進行外觀檢查未發(fā)現(xiàn)異常，并使用振動檢測儀進行振動檢測，均未發(fā)現(xiàn)振動特性曲線異?，F(xiàn)象，確認為非主要原因。
檢修人員對曝氣風(fēng)機出口壓力高的原因進行一步分析、檢查，好氧生化池、厭氧生化池、調(diào)節(jié)池及污泥池均為地下設(shè)施缺少排氣管口，導(dǎo)致排氣不暢和風(fēng)機功率選型過大是造成曝氣風(fēng)機過載的主要原因。
另外，檢修人員在檢查的過程中，還發(fā)現(xiàn)地下曝氣風(fēng)機室溫度高達42℃，電動機端蓋溫度達83℃，環(huán)境溫度和電動機端蓋溫度均不符合要求。
3、故障處置及效果
1）由于好氧生化池、厭氧生化池、調(diào)節(jié)池和污泥池為地下設(shè)施，上方完全封閉只留有檢修人孔，蓋有人孔蓋，因此只能在人孔蓋上開口并加裝鋼網(wǎng)，使氣體順暢排出。
2）在曝氣風(fēng)機出口管道上安裝一個排氣口并加裝消聲器，排出多余的氣體，降低出口壓力。
3）在風(fēng)機室安裝軸流風(fēng)機為設(shè)備供應(yīng)室外低溫空氣，降低環(huán)境溫度和設(shè)備的溫升。
經(jīng)改造后一個月內(nèi)，沒有再發(fā)生曝氣風(fēng)機電動機過載的情況，曝氣風(fēng)機出口壓力≤40kPa，地下風(fēng)機室環(huán)境溫度≤35℃，電動機端蓋溫度≤75℃，均符合要求。
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一、概述:B-101C羅茨風(fēng)機屬于大慶石化公司化工三廠SAN裝置。2005年裝置改擴建為滿足裝置提量后滿負荷生產(chǎn)而增設(shè)的一臺關(guān)鍵設(shè)備。該設(shè)備主要作用是將二級脫揮器中可凝氣體(SM、AN、EB廢單)抽出進入真空系統(tǒng)冷卻循環(huán),以確保產(chǎn)品質(zhì)量。該設(shè)備自2005年7月安裝完畢2005年9月開始調(diào)試,多次都因殼體溫度過高,機組負荷大,電流超高而自動跳車,一度試運行工作擱淺。該問題成為SAN裝置能否達到設(shè)計產(chǎn)量,并長周期平穩(wěn)運行的關(guān)鍵,2006年開始,車間技術(shù)人員經(jīng)過長期摸索,對上述故障的原因分析認為其主要原因是該機部分結(jié)構(gòu)設(shè)計上不合理,機組結(jié)構(gòu)不適合現(xiàn)場工況,實際工況和設(shè)計工況偏離較大,根據(jù)存在的問題,對設(shè)備部分結(jié)構(gòu)進行改進、并在操作上采取相應(yīng)措施。于2008年投入使用,至今達到了安全、平穩(wěn)、滿負荷連續(xù)運轉(zhuǎn),確保了裝置的滿負荷生產(chǎn)。二、基本參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu):1、基本參數(shù)(設(shè)計):型號JIJZQ600-2形式:臥式兩級串聯(lián)流量:2520m3/H吸入溫度:-7出口溫度:70進口壓力:7torra排氣壓力:-0.08MPa電機功率:7.5Kw2、原現(xiàn)場實際工況:吸入溫度:34排出溫度:1503、改造后現(xiàn)場實際工況:吸入溫度:19排出溫度:904、設(shè)備主要結(jié)構(gòu)(如圖1所示):圖11機殼2隔板3后端蓋4軸承5背帽6從動齒輪7甩油盤8主動齒輪9視鏡10密封壓蓋11密封體12主動軸13前端蓋14密封端蓋15骨架密封16前甩油盤17加油管三、故障原因分析:1、工藝狀況分析:該風(fēng)機設(shè)計參數(shù)(條件)入口溫度-7,排氣溫度70,而實際工況吸入溫度34,排出口溫度為150,嚴重偏離了設(shè)計工藝指標。吸入溫度高說明DV-102真空系統(tǒng)氣相量大,(氣體量隨溫度的增高而增大,密度減小)這樣就勢必造成B-101風(fēng)機負荷增大;再者DV-102氣相經(jīng)過E-106E-108進入B-101C后,經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)葉輪的作用,部分氣相獲得能量由氣相變?yōu)橐合?且浮在轉(zhuǎn)子表面。由于這種物質(zhì)是粘稠狀,比重遠大于氣相,這樣就勢必對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一種阻力,使得轉(zhuǎn)子負荷增大。2、設(shè)備結(jié)構(gòu)分析:B-101A/B(原機型美國產(chǎn))輸出軸密封采用的是機械密封,密封性能比較好,而新增設(shè)備B-101C(湖南錦工)輸出軸密封采用的是單唇型骨架密封,且裝配方式上不合理,如圖2示:圖2這樣的裝配方法阻止空氣進入設(shè)備的能力不好,在一定的真空條件下,P大與P真壓差過大,在壓差的作用下,使部分空氣進入殼體,給轉(zhuǎn)子抽真空帶來一定的負荷增量。3、B-101C跳車的原因分析:通過上述原因的分析,從而可以看出B-101C超負荷跳車的原因是:吸入溫度高,物料相變,設(shè)備部分結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,使大氣進入殼體,以上三種原因造成負荷增量的疊加所至。四、改進措施:1、增大冷凍效果,降低吸入溫度根據(jù)有關(guān)技術(shù)論證,新增一臺DV-102頂部冷凝器E-106B與原E-106A并聯(lián),主要目的冷卻DV-102氣相。冷凝后的液相回收,降低進入B-101C的氣相量,降低氣相吸入溫度。(由原來的34降至19)2、機組部分結(jié)構(gòu)改進:1)密封系統(tǒng)改進:根據(jù)該處密封結(jié)構(gòu)的實際情況,進行測繪分析認為在密封結(jié)構(gòu)上由原來的單唇骨架密封改為波紋管雙端面機械密封。其結(jié)構(gòu)見裝配圖3所示圖3這種裝配方法,既能阻止大氣進入機殼,又能防止密封油的外泄。2)機體結(jié)構(gòu)的改進:新增DV-102頂部冷凝器,原B-101C風(fēng)機入口溫度由原來的34降至19,但還達不到B-101C原設(shè)計入口溫度-7工況要求,還存在部分氣相進入機體獲得能量后變?yōu)橐合?。浮于機體表面和殼體內(nèi),為解決這個問題經(jīng)分析研究在運轉(zhuǎn)過程中如何將液相排出,是
羅茨風(fēng)機的用途比較廣泛，污水排放、水養(yǎng)殖增氧、糧食輸送或是一些化工廠等等都能用到。該設(shè)備是一種高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備，所以在操作時應(yīng)按照規(guī)定正確操作，保證設(shè)備的性能完好。羅茨風(fēng)機安裝好之后需要先進行調(diào)試，檢查各部位的零件是否有移位或松動現(xiàn)象。下面小編給大家分享如何正確操作羅茨風(fēng)機，以及調(diào)試羅茨風(fēng)機時要注意什么。
一、羅茨風(fēng)機如何正確操作
1、想要在后期運行更加高效安全，那么切記要到專業(yè)正規(guī)的廠家處購買這類設(shè)備?，F(xiàn)在市面上涌現(xiàn)了一些小作坊，推出的三無設(shè)備盡管在價格上面比較低廉，但是性能以及品質(zhì)都無法保障。
2、每個型號的回轉(zhuǎn)式風(fēng)機，都有可能在安裝方法、設(shè)備結(jié)構(gòu)以及基本參數(shù)上面存在差異。所以大家必須在操作之前熟讀說明書，確保工作人員掌握了設(shè)備的有效使用方法。才能進行正確的運行。
3、開機順序和關(guān)機順序必須按照規(guī)定的要求來進行操作，不能隨意調(diào)換步驟。在說明書上會有著具體的指示，從而幫助大家更好的進行操作和使用。
4、在冬季的時候，很多工作人員因為天氣的寒冷，就靠近風(fēng)機的運行環(huán)境進行取暖。這樣的行為是非常錯誤的。工作人員不能長時間停留在這類設(shè)備的四周，很容易造成皮膚出現(xiàn)燙傷現(xiàn)象。
5、定期清潔回轉(zhuǎn)式風(fēng)機，并且采取相應(yīng)的維護保養(yǎng)檢修措施，及時的發(fā)現(xiàn)這類設(shè)備所存在的故障問題或是異常現(xiàn)象。并且采取有效的措施解決，這樣能保證設(shè)備的運行處于一個高效的狀態(tài)。
二、羅茨風(fēng)機調(diào)試注意事項
1、檢查各部位的緊固情況及定位銷是否有松動現(xiàn)象。
2、鼓風(fēng)機機體內(nèi)部有無漏油現(xiàn)象。機體內(nèi)部不能有結(jié)垢、生銹和剝落現(xiàn)象存在。
4、注意潤滑和散熱情況是否正常，注意潤滑油的質(zhì)量。經(jīng)常傾聽鼓風(fēng)機運行有無雜聲，注意機組是否在不符合規(guī)定的工況下運行，并注意定期加黃油。
5、鼓風(fēng)機的過載，有時不是立即顯示出來的，所以要注意進、排氣壓力。軸承溫度和電動機電流的增加趨勢，來判斷機器是否運行正常。
6、拆卸機器前，應(yīng)對機器各配合尺寸進行測量，做好記錄。并在零部件上做好標記，以保證裝配后維持原來配合要求。
7、新機器或大修后的鼓風(fēng)機，油箱應(yīng)加以清洗。并按使用步驟投入運行，建議運行8小時后更換全部潤滑油。
8、維護檢修應(yīng)按具體使用情況擬訂合理的維修制度，按期進行。并作好記錄，建議每年大修一次，并更換軸承和有關(guān)易損件。
9、鼓風(fēng)機大修建議由專業(yè)維修人員進行檢修 。
羅茨鼓風(fēng)機運行時的操作方法,應(yīng)注意事項等都與它的工作原理、性能有關(guān),甚至發(fā)生的一些故障及其處理方法也是如此。下面討論的是僅以硫酸轉(zhuǎn)化鼓風(fēng)機為例單機運行的情況。
1、風(fēng)量的調(diào)節(jié)
用關(guān)小進口或出口閥調(diào)節(jié)風(fēng)量的作用是微小的,因為只是改變了進出口間的壓差,從而增加了從間隙漏回入口的氣量,除非壓差大幅度的增加,多漏回的量是很微小的。這樣對調(diào)節(jié)風(fēng)量并無多大價值,但卻能顯著增加風(fēng)機的功率消耗,特別是關(guān)小風(fēng)機出口閥對風(fēng)機有一定的危險性。關(guān)小入口閥來調(diào)節(jié)風(fēng)量亦如關(guān)小出口閥,入口負壓一大,會改變風(fēng)機入口氣體的狀態(tài),使換算成標準狀況的風(fēng)量更少。因此關(guān)小入口閥的調(diào)節(jié)作用比關(guān)小出口閥大?？墒菑挠嬎憧?功率消耗的增加卻更嚴重,也不可取。
采用副線調(diào)節(jié)風(fēng)量使部份氣體從出口經(jīng)副線回到入口,風(fēng)機的輸風(fēng)量并未減少,但整個系統(tǒng)的風(fēng)量卻減下來了,整個系統(tǒng)的阻力也會下降,風(fēng)機的消耗功率隨著降低,因此用副線調(diào)節(jié)風(fēng)量是合理的?？墒潜仨毑扇〈胧┓乐癸L(fēng)機進出口閥門自動震閉,或副線閥震開、震閉,否則就會發(fā)生危險(出壓、電流逼高)或不需要地增減負荷。因為這種風(fēng)機的震動較大。
羅茨風(fēng)機對氣體進行絕熱壓縮,氣體通過風(fēng)機后溫度必將升高,一部份氣體回入進口將使其進口溫度升高,從而又影響出口溫度。因此應(yīng)盡量使風(fēng)機滿負荷或接近滿負荷情況下運行,避免長時間低負荷運行。
2、副線的安全作用
在硫酸生產(chǎn)的系統(tǒng)阻力條件下,如無副線,不論進出口閥是開著還是關(guān)著,風(fēng)機啟動都有困難或危險。而且,如果沒有副線還可能發(fā)生一些意想不到的事故。例如因供電系統(tǒng)跳閘造成風(fēng)機停車,而風(fēng)機電機的開關(guān)因失靈并未跳開,在供電系統(tǒng)恢復(fù)送電時風(fēng)機將自行啟動,此時如風(fēng)機副線閥未打開,姑且不談對系統(tǒng)的影響,風(fēng)機本身啟動電流過大也將造成一系列不好的后果,甚至?xí)龤щ姍C。下面將介紹的多臺風(fēng)機并聯(lián)運行時更是如此。因此我們不但要把風(fēng)機副線看作啟動和調(diào)節(jié)的手段,還應(yīng)看到它對風(fēng)機的保護作用。不論什么原因造成風(fēng)機停車,總要養(yǎng)成首先打開副線閥的習(xí)慣(這在處理緊急事故時往往會被忽略),以免造成不必要的麻煩。即使是有計劃停車,第一步也是先開副線閥,然后才能關(guān)出進口閥。
有的廠有幾個生產(chǎn)系統(tǒng),風(fēng)機出口有聯(lián)通管,如誤開聯(lián)通閥,常會使運行系統(tǒng)的氣體送入停止運行而進出口閥未關(guān)死的鼓風(fēng)機,使其倒轉(zhuǎn)。此時最易發(fā)生因油泵停止供油或與風(fēng)機同軸的油泵倒轉(zhuǎn)而無油供應(yīng),造成軸承、齒輪受損。倘若副線開足,這一現(xiàn)象就可大為減輕,甚至在誤開的聯(lián)通閥開得不大時,可能得以避免。
3、氣體出口受阻時的情況
因風(fēng)機的供風(fēng)量受出口壓力增高的影響不大,如風(fēng)機出口到吸收塔煙囪放空前任一處堵死或受阻,以致切斷了風(fēng)機出口風(fēng)通路時,對風(fēng)機本身和系統(tǒng)都是危險的。這時風(fēng)機可能打壞,如果保護系統(tǒng)不良,電機也能燒毀,薄弱的設(shè)備將受損壞。比如轉(zhuǎn)化器因直徑大,頂蓋與器殼的接縫容易被頂裂,塔底作循環(huán)酸儲槽,出口又有小混酸罐時,酸也會從小混酸罐頂噴出:如果受阻部位在這些設(shè)備后面的話。因此在風(fēng)機出口到煙自出口間主管路上一切可能有的閥門的關(guān)閉都必須慎重。譬如通電爐進出口叉路間主管路上的閥門,有尾氣回收設(shè)備時吸收塔煙自上的蝶閥等。必須先打開準備去的通路,才能關(guān)閉主管路的閥門,而且關(guān)時須有人注意風(fēng)機出壓的變化及采取防止閥門自動震閉的措施。
4、風(fēng)機入口前氣體受膽時的情況
從爐子到鼓風(fēng)機入口間的主管路、設(shè)備發(fā)生阻塞,導(dǎo)致風(fēng)機入口負壓上升時的后果更為危險。因風(fēng)機入口前設(shè)備處于受外壓狀態(tài),不少又是強度較差的塑料、鉛材制的,容易失去穩(wěn)定而變形。還有一種現(xiàn)象,當(dāng)風(fēng)機進口前的某一設(shè)備排液不暢,內(nèi)部液位上升,部份淹沒下部氣道,使氣體通過受阻(例如常說的干燥塔吊酸現(xiàn)象),達到一定程度,就能使器底液體發(fā)生震蕩,而在器底來回晃動。此時我們可以看到全系統(tǒng)(主要是風(fēng)機進口前)的壓力發(fā)生劇烈跳動,風(fēng)機電機的電流波動,噪聲異常,震動加劇,情況是很嚇人。這時必須及時打開風(fēng)機副線閥,減少壓力波動幅度,以免損壞設(shè)備,特別是受外壓的設(shè)備。然后迅速找出排液不暢的設(shè)備,予以解決。因為風(fēng)機進口前有排液的設(shè)備本不多,原因容易查明。從壓力上分析也很容易,受阻設(shè)備后的負壓是向上波動的,而前面的則向下波動,界限十分分明。
5、倒車問題
倒開備用風(fēng)機,欲使操作時系統(tǒng)風(fēng)量(負荷)不發(fā)生顯著變化,羅茨鼓風(fēng)機要比離心鼓風(fēng)機難。
由于兩臺羅茨鼓風(fēng)機共有六只閥,比兩臺離心式多兩只。備用風(fēng)機啟動時一般副線閥是開著的,進出口閥是關(guān)閉的。啟動后只能先打開備用風(fēng)機的入口閥,如先開出口閥運轉(zhuǎn),風(fēng)機打出的風(fēng)將通過備用風(fēng)機副線回到入口總管而使整個系統(tǒng)風(fēng)量急劇下降。此外備用風(fēng)機負荷加得太快又會使系統(tǒng)負荷急劇上升。因此在備用風(fēng)機啟動、開足入口閥后,打開其出口閥、關(guān)小其副線閥,開大欲停風(fēng)機的副線閥、關(guān)小其出口閥。四個動作最好同時進行,才能做到倒車時風(fēng)量穩(wěn)定。直到備用風(fēng)機完全取代欲停風(fēng)機,此時欲停風(fēng)機副線閥開足、出口閥關(guān)死,即可停機關(guān)死入口閥,或先關(guān)入口后停機。當(dāng)然操作熟練后手續(xù)是可以簡化的。
6。利用羅茨鼓風(fēng)機測定系統(tǒng)阻力
一個新系統(tǒng)建成點火升溫前,欲知道系統(tǒng)阻力,以便掌握系統(tǒng)升溫用風(fēng)壓并制訂開車后的操作指標。我們可以抽空氣將風(fēng)機負荷加足,測定其進出口溫度、壓力和各設(shè)備壓力,因為風(fēng)機開足時風(fēng)量是知道的,即可換算成標準狀態(tài)風(fēng)量,那末相當(dāng)于多少日產(chǎn)量的系統(tǒng)阻力應(yīng)是多少都能換算出來。再利用計算阻力的公式,利用氣速(也就是氣體體積)、氣體重度與溫度的筍系,也可以換算到操作溫度下的阻力情況。阻力值的變化大致與絕對溫度的變化成正比例,即
要測算每一個設(shè)備的阻力也是如此。
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