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锅炉引风机叶轮挂灰原因分析

太原市热力公司    任光恒

摘  要:热源厂锅炉引风机在运行过程中,经常出现比较严重的叶轮挂灰,从而导致整机振动的现象;本文根据实际运行管理的经验,在详细弄清烟气流程各个环节可能出现问题的基础上,从理论上对这一现象进行了分析和研究,得出了烟气带水是造成挂灰,振动的主要原因,并对烟气带水的原因进行了深入探讨,进而提出了解决这些问题的具体措施,并在实践中得到了验证。

关键词:引风机    振动    麻石水膜除尘器

锅炉引风机主要是由叶轮、机壳、进风口、调节门和传动部分等组成,它输送的介质为烟气,最高温度不得超过200℃,叶轮是由后倾机翼斜切的叶片焊接于弧锥形的前盘和平板形的后盘中间,它经过了动、静平衡校正,因此应该是平稳运转;机壳蜗形板做了适当加厚,以防粉尘磨损,在引风机前必须加装除尘效率不低于85%的除尘装量。

随着城市发展的需要和人们生活水平的提高,许多城市建设热源厂作为热电集中供热热源的补充,热源厂锅炉运行排放的烟气污染物主要是粉尘和二氧化硫。国家对环境的要求越来越重视,并将环境保护工作列为国家的一项基本国策,为达到国家对锅炉烟气排放污染物的环保指标要求,目前热源厂锅炉的除尘设备大多采用脱硫除尘效果较好的麻石水膜除尘器,在近几年的实际运行过程中,该除尘器脱硫效率高,耐腐蚀性强,一次性投资收益时间长等优点非常突出,但也出现了一些新的问题:主要是引风机叶轮挂灰严重,整机颤抖震动,甚至出现引风机地脚螺栓疲劳松动或者发生风机壳体“撕爆”的事故,影响了锅炉的正常运行。本文结合运行实际,对引风机叶轮挂灰、整机抖动等问题的原因进行了深入的分析和探讨,并提出了解决这些问题的具体办法。

以我公司东华苑热源厂20T锅炉引风机为例,在我方接管运行的第一个采暖期2005年冬季,运行前对设备进行了认真仔细的维护和大修,然而生产运行不到一个月,就开始出现引风机抖动现象,几天后开始出现剧烈振动情况,经检查发现运行前干净整洁的风叶表面粘满了厚厚的积灰,最厚处达到近10mm。在向原负责锅炉运行管理的物业公司有关人员了解情况时得知,锅炉房建成投运的第一个采暖季,这台20T锅炉的引风机就开始出现抖动现象,甚至还出现过机壳突然“撕爆”的事故,所谓风机“撕爆”是指叶轮挂灰达到一定厚度极限时,由于被腐蚀的风叶受高温烟气和经向离心力等不利因素的作用,导致风叶疲劳变形,叶轮与机壳发生磨擦,达到某一限度时与壳体突然挂撞,从而相互撕裂,发出巨大声响的情况。为此,我们临时在机壳上开孔装盖,经常开盖清除叶轮上的积灰,尽可能保证风机的运行正常。

采暖期结束后,我们组织有关技术人员对上述现象进行了分析研究。从理论上分析,造成风机剧裂振动的原因无外乎如下几种情况:1、风机轴与电机轴不平行,联轴器橡皮圈损坏。2、机壳或进风口与叶轮磨擦。3、基础的钢度不够或不牢固。4、叶轮铆钉松动或叶轮变形。5、叶轮轮毂与轴配合松动。6、机壳、轴承座与支架,轴承座与轴承盖等联接螺栓松动。7、风机进、出口管道安装不良,产生共振。8、叶片上有积灰、污垢,叶片磨损,叶轮变形、轴弯曲,使转子产生不平衡。经检查发现引风机叶轮、壳内内侧及进风口等部件腐蚀现象比较严重,叶轮积灰、变形,失去平衡是造成引风机振动的主要原因。

针对引风机部件严重腐蚀的情况,可以断定是由于烟气带水的原因。经过麻石水膜除尘器的烟气带水呈酸性,流经引风系统后对引风机、钢制风管等产生酸腐蚀,使钢制件表面出现坑凹点,严重时可造成穿孔、断裂,这一情况从对除尘器顶端到引风机段钢制烟管的检查中得到证实,特别是该段管道的水平段上部已出现大量穿孔,我们对这段道进行了更换;腐蚀致使风机叶轮表面粗糙,烟气中潮湿的灰尘较容易地附着在叶片上,使得叶片上积灰越来越多。

为什么会出现烟气带水现象呢?从理论上分析其原因是多方面的:首先可能是设计参数不尽合理,除尘器内径大小应符合烟气排放量的要求,以保证除尘器内烟气的流动速度不小于5m/s,而且水膜段的高度应不小于其内径的3~4倍,另外干段的高度不应低于1.5m而且高径比不小于1;再者是麻石水膜除尘器内表面粗糙度必须达到一定要求,循环水系统的设计、施工都要符合要求,以使除尘器内壁能形成良好的水膜;第三是脱水筒尺寸是否符合要求。经过全面检查和分析后认为,除尘器内表面粗糙、进水装置以及水质存在问题是造成烟气带水的主要原因。在除尘器水循环系统的沉淀池中,运行时为节约成本而采用生石灰代替火碱作为脱硫剂,生石灰与循环水带来烟尘中的二氧化硫发生化学反应生成硫酸钙沉淀物,由于沉淀池清理不及时,造成沉淀效果较差,而且水的循环流量和流速不够,使得除尘器溢水槽内出现了硫酸钙沉淀,造成除尘器内壁粗糙积灰、水膜形成不好,而且溢水槽出现堵塞现象,在烟气与水的接触过程中,由于烟气流程较短和水膜形成不好等原因,使得水滴难以离析,造成烟气中大量带水。也正是上述问题,影响了除尘器的除尘效果,使得烟气中不但大量带水,而且大量带有灰尘,被腐蚀的引风机叶片遇上带有大量水份的灰尘,是造成其腐蚀、积灰并影响平衡运转的主要原因。

我们还对有关厂家出厂的风机质量以及安装质量进行了探询和检查,对锅炉燃烧过程产生的烟气质量进行了分析后认为,造成风机叶片挂灰、整机抖动的情况与引风机设备质量、施工安装质量和锅炉燃煤因素等方面的关系不大。

根据分析研究的结果,我们确定了烟气带水是造成风机叶轮挂灰抖动的主要原因,而麻石水膜除尘器本身以及运行操作管理等方面存在的问题是造成烟气带水的主要原因。

按照分析得出的结论,我们在大修改造和锅炉除尘设备运行管理方面采取了以下措施:

1、解决烟气带水的问题

首先将除尘器溢水槽上段增高,解决烟气流程问题,增大了烟道的容积,以降低烟气流速;其次是清理除尘器的内壁积灰和溢水槽堵塞等,使除尘器内壁达到其应有的光洁度;第三是更换了较大流量的灰浆泵,以增加循环水的流量。

2、解决运行管理操作中存在的问题

在第二个采暖期运行过程中,我们首先将脱硫剂用液体工业废碱替代生石灰;其次是坚持每天按时清理沉淀池积灰,这样做的结果是沉灰效果明显改善,循环水的质量大大提高。

经过第二个采暖期运行的实践证明,我们对引风机叶轮挂灰、整机抖动真正原因的分析是对的,我们所采取的措施是有效的。尽管风机叶轮还有少量挂灰情况出现,但不会影响锅炉供热的正常运行,基本上达到设计和运行要求。

 作者简介:

任光恒,男,(1964年),山西介休人,高级工程师,主要从事集中供热技术工作。

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