核電廠羅茨風機皮帶頻繁過熱斷裂根因分析

黃嘉彬

福建福清核電有限公司 福建福清 350318

1 羅茨風機的概述

1.1 羅茨風機的作用

核電廠羅茨風機主要用于雙濾料過濾器的反洗以及廢水中和池的攪拌。在雙濾料過濾器反洗時，羅茨風機進行風水合洗。當廢水中和池達到指定水位后，啟動羅茨風機，對池內的廢水進行充分的攪拌，控制中和池的PH值。

1.2 缺陷情況概述

福清核電羅茨風機自投運以來相繼出現過10次皮帶斷裂缺陷。8SDA羅茨風機頻繁過熱斷裂，導致YA004房間發生火災報警，極端條件下會導致除鹽水廠房制水受阻，影響全廠供水，威脅設備可靠性和機組安全生產。

2 羅茨風機皮帶過熱原因綜述及分析

2.1 基礎剛度偏差

分析排查：風機基礎剛度偏差可能導致風機運行時振動過大，從而導致風機傳動部件不穩定，引起皮帶和皮帶輪接觸部位摩擦發熱，導致皮帶過熱斷裂。在風機運行時對風機基礎剛度進行振動測量，但風機振動數值合格，判斷此原因對皮帶過熱無貢獻。無啟停聯鎖邏輯，會造成風機啟動時，如果閥門啟動時間過慢，則造成管路憋壓；同時，在風機運行的過程中如果閥門狀態出現變化—如2.3.1節所分析的情況，也會造成憋壓，分析此因素可能造成皮帶過熱斷裂。

圖1

2.2 運行環境因素

2.2.1 風機散熱不足

分析排查：BK5006型號羅茨風機對運行環境要求為溫度要≤40℃，在夏季高溫環境中風機運行可能導致運行環境超出標準要求。經查詢歷史工單，在冬季也會出現皮帶過熱斷裂現象，分析此原因造成的設備故障可能性較小。

2.2.2 水滴、油脂、灰塵等造成皮帶打滑

分析排查：附著在皮帶輪表面上的水滴和油脂會造成皮帶輪和皮帶之間傳動摩擦力減小，造成皮帶和皮帶輪運行過程中打滑，導致皮帶摩擦發熱斷裂。因在羅茨風機預維工作中并未明確對皮帶輪的檢查，且無運行后復核校驗步驟，故此原因有可能造成皮帶頻繁斷裂。

2.3 系統狀態問題

2.3.1 系統狀態變化導致設備過載

分析排查：系統狀態變化同樣會造成管路憋壓導致皮帶斷裂。2018年12月14日，8SDA001CO羅茨風機進行解體后回裝，在啟機驗證的過程中，廢水中和池進氣氣動閥8SDA720VA自動關閉，導致管路憋壓，風機溫度和皮帶溫度瞬間升高，皮帶發出焦味，后停運風機，單獨啟動8SDA720VA閥門，發現閥門在啟動過程中有自動關閉的現象。初步分析此項原因極有可能造成風機皮帶過熱斷裂，在運行中一但閥門自動關閉，風流無法排出，在風機內部循環摩擦做功，風機溫度在短時便會升高，從而引起皮帶過熱斷裂。同時進行風機解體后發現內部腔室有灼燒痕跡，故此項有很可能造成風機皮帶斷裂[1]。

2.3.2 系統在線狀態錯誤

分析排查：運行啟動風機過程中，如風機和風機管路閥門的啟閉邏輯發生錯誤，很有可能造成風機啟動后，出口閥門未打開的情況，造成管路壓力上升，造成憋壓現象。經查，羅茨風機與8SDA100VA有啟動聯鎖邏輯，與8SDA718VA/8SDA720VA無啟動聯鎖邏輯，如圖1所示。羅茨風機與8SDA718VA/8SDA720VA

2.4 風機皮帶輪尺寸配合問題

通過現場測量發現，風機皮帶輪與電機皮帶輪的尺寸與標準有偏差，在與皮帶配合時凸出高度遠超標準值，由于V型窄皮帶實際呈弓形，其導致皮帶與皮帶輪之間的接觸面積變小，從而導致皮帶傳動能力下降，運行中造成皮帶與皮帶輪產生相對運動（打滑），而摩擦使皮帶過熱引起過熱斷裂

3 根因定位

通過上述分析，羅茨風機頻繁過熱斷裂的根因可定位為如下兩項：

（1）風機皮帶輪尺寸與標準有偏差，初步分析為制造偏差，其導致皮帶和皮帶輪不匹配型，加劇了運行過程中皮帶和皮帶輪的打滑頻度，是皮帶頻繁過熱斷裂的因素[2]。

（2）通過檢查發現風機廢水中和池進氣氣動閥在風機運行過程中存在自動關閉現象，導致管路憋壓，導致風機出風不暢引起電機過載，導致風機皮帶輪和皮帶接觸位置打滑，摩擦生熱引起皮帶過熱斷裂。

4 處理措施及后續效果

通過定位根本原因，從源頭入手，首先對不合格的皮帶輪進行了更換。同時，為解決風機出口管路憋壓問題，對廢水中和池進氣氣動閥進行了解體檢修，發現其內部執行機構密封圈已損壞。通過維修后，氣動閥的開啟時間變為5s，較之前的20秒開啟時間有很大改善，同時未再發生氣動閥自動關閉現象。經過處理后的羅茨風機已穩定運行3個月，未再發生皮帶過熱斷裂現象[3]。

5 結語

針對羅茨風機皮帶頻繁過熱斷裂的問題，結合現場實際工作進行了理論分析，找出了導致缺陷產生的根本原因并進行了處理，最終解決了皮帶頻繁過熱斷裂的問題，對企業安全穩定生產有著重要貢獻。