火電廠脫硫系統吸收塔攪拌器典型故障原因分析

李子萌

摘要：吸收塔系統是火力發電廠脫硫裝置的核心系統，原煙氣進入吸收塔與噴淋的石灰石漿液接觸，去除煙氣中的SO2，從而達到煙氣達標排放的目的，吸收塔漿液攪拌系統能防止漿液沉淀結塊，其設計和布置考慮了氧化空氣的最佳分布和漿液的充分氧化。側進式攪拌器是吸收塔漿液攪拌系統的常見選擇，它的穩定運行直接關系著整個脫硫系統能否長周期運行，是系統不可或缺的重要設備。

關鍵詞：火電廠;脫硫系統;吸收塔;

一、故障現象

某電廠脫硫裝置吸收塔下層攪拌器為某公司生產的2VSF-30，上層攪拌器的型號為2VSF-45。在2019、2020年間多次發生不同情況的攪拌器故障。攪拌器分布情況見圖1，

單臺攪拌器安裝角度見圖2。

典型故障如下：

1.2019年10月10日，吸收塔下層攪拌器機械密封泄漏，開塔檢查發現，葉輪斷裂，更換機封，更換葉輪。

2.2019年10月12日，吸收塔下層攪拌器機械密封碳環裂紋損壞，更換機械密封。

3.2020年3月15日，吸收塔下層攪拌器機械密封滲漏，更換機械密封最終查明原因為減速機低速軸彎曲、晃動導致，更換低速軸和空芯軸。

4.2020年3月23日，吸收塔下層機械密封碳環磨損，更換機械密封。與上一次更換機械密封間隔22個月。

5.2020年4月26日，吸收塔下層機械密封泄漏，原因為碳環端面磨損，更換機械密封，與上一次更換機械密封間隔37個月;

6.2020年5月20日，吸收塔上層吸收塔攪拌器主軸磨損嚴重，更換主軸;

7.2020年10月15日，吸收塔下層機械密封漏漿導致機械密封內軸承抱死，磨損主軸，更換主軸和機封。

二、幾起典型事件的原因分析

1.機械密封泄漏的原因：

1.1聯軸器與主軸配合間隙大。塞尺測量在0.52mm左右。轉動時，鍵槽與聯軸器與主軸間有相對位移，進而主軸部分損壞，之后主軸偏心運轉導致機械密封損壞，是造成吸收塔上層攪拌器機械密封泄漏、主軸在聯軸器根部臺階處斷裂的原因之一。

1.2軸偏心轉動導致滲漏。攪拌器機械密封、低速前軸承、低速后軸承三點之間正常使用下應相對的在同一中心，當軸承損壞后同心度發生偏差，在偏差過大狀態下運行，擾動加大，軸承軸套上鎖緊環緊固螺栓會隨著時間推移而松動，使軸承軸套與軸之間不僅產生相對周向位移，磨損攪拌器主軸軸承位，使徑向配合間隙值增加，機械密封承載額外徑向載荷，且在攪拌器啟、停狀態下或運行中軸向位移量也會增加，特別是在運行過程

中機械密封靜環彈簧組承受收縮壓力增大，動靜環無法正常閉合導致泄漏。

1.3吸收塔攪拌器軸與支架背板不同心。主軸與攪拌器支架背板在安裝不同心或支架背板變形，會直接影響其同心度，攪拌器在同心度偏差過大狀態下運行導致機械密封動靜環無法閉合或導致破裂。經測量原部分吸收塔下層攪拌器軸與支架背板同心度偏差在0.2mm-0.22mm之間。機械密封要求跳動量≤0.10mm是保證機械密封運行的最佳工況。

2.攪拌器主軸損壞的原因：

2.1吸收塔上層攪拌器主軸斷裂部位在整個軸最細的臺階處，應力最集中，當機械密封發生輕微滲漏后漿液進入機械密封腔室，最終導致軸承抱死無法轉動，主軸所受扭力增大，是導致主軸在聯軸器根部臺階處斷裂的間接原因。

2.2機械密封軸承抱死。當機械密封發生輕微滲漏后漿液進入機械密封腔室，雖有內部密封阻擋，軸承內仍會逐漸淤積漿液，最終導致軸承抱死，主軸與軸承內圓之間相對運動導致主軸磨損。

三、防范措施

1.加強設備隱患排查、整改工作，認真分析設備故障異常原因，采取切實有效的措施，嚴格按照攪拌器檢修工藝要求進行檢修工作，拆裝機封、拆除減速機等工作必須使用專用夾具，嚴禁使用其他固定方式，防止主軸偏移引起機械密封回裝過程中損壞。

2.加強設備日常維護及定期工作執行力度，及時發現設備存在的問題和隱患，早發現早處理，避免設備損壞擴大。分公司應按規定對機械密封進行定期加油工作，保證機械密封軸承有足夠潤滑防止軸承抱死。每次攪拌器檢修時要同時檢查減速機低速端軸承磨損情況，測量軸承游隙，游隙變大的及時更換。攪拌器檢修時嚴格按照標準作業文件包執行檢修作業，在每次檢修時檢查聯軸器與軸配合間隙，測量聯軸器與軸及鍵配合公差，超出規定范圍時及時處置。在線更換機械密封的情況下，在自鎖裝置位于工作位置時，自鎖裝置和槳葉會向后移動大約28毫米，所以需要密封安裝螺栓逐漸向后擰松一定距離。當自鎖裝置和安裝法蘭面完全配合的時候就產生了一個很大的阻力，這樣就可以防止罐內液體泄露。不能一下子就沒有了扭矩。因為在自鎖裝置嚙合之前機械密封都承受著壓力。在拆除軸的支撐環之前確保拉軸器已經受力。否則，在安裝機械密封之前將會引起自鎖裝置的失效。在安裝密封過程中，不可用力過大。如有卡滯現象，應停止安裝，檢查原因，排除后方可繼續安裝密封，避免損壞密封及密封圈。定位片與密封軸套脫離后方可轉動攪拌軸。如對密封進行更換或拆檢時，必須先將定位片插入軸套槽中，安裝到位并擰緊定位片螺絲后，方可對密封進行拆裝。檢修期間開塔，均要將塔內、干濕界面處、主軸密封處的積漿、結垢清理干凈，防止異物碰到葉片導致機封損壞。每周定期對密封進行一次沖洗，每次15分鐘，沖洗水流量為10L/min。

3.強化修后設備試運驗收管理，發現設備試運時產生的異常，并及時處理。攪拌器停運檢修后再啟動必須進行沖洗，沖洗水的流量為60-80m3/h。確認啟動液位最小為兩倍槳葉直徑覆蓋深度。同時每次啟動之前，必須人工轉動攪拌軸，確保其能自由轉動，無卡滯現象。

4.參考其它品牌攪拌器成熟的技術，加工剖分式對輪，減少對輪拆裝過程中引起的主軸承受過大的徑向力矩，杜絕對輪不緊導致的安裝缺陷，減少缺陷發生幾率。

四、結束語

通過按照防范措施的相關要求執行，該火電廠脫硫系統攪拌器故障頻次大幅下降。2021全年攪拌器僅故障兩次，大大提高了脫硫裝置運行可靠性和經濟性。

參考文獻：

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