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酸再生机组废气钛风机易发故障的原因分析及技术攻关

2017-10-30张继峰聂现秋

科技创新与应用 2017年31期
关键词:改进措施效果

张继峰+聂现秋

摘 要:通过对酸再生机组进口RVHS1/RU250K钛风机运行过程中易发故障的分析研究,找出了这些故障产生的原因,并进行了技术攻关,实施了相应的改进措施,实现了该风机的稳定运行。同时,这些技术的应用对国内冶金、化工领域同类型设备的技术消化吸收及自主改进创新、故障维修具有良好的借鉴作用。

关键词:钛风机;钛叶轮;易发故障;原因分析、改进措施;效果;借鉴作用

中图分类号:TF111 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)31-0073-02

1 概述

酸再生机组采用了ANDRITZ RUTHER公司废盐酸喷雾焙烧再生工艺。配套的132KW RVHS1/RU250K钛风机是德国EVG公司设备,该风机是为再生酸生产系统提供负压,为焙烧炉、预浓缩器、吸收塔、洗涤塔及管道内的HCL气体、水蒸气、废炉气的流动提供动力的关键设备。其叶轮为钛金属叶轮,壳体为钢衬胶壳体,该风机内部工作环境为80℃腐蚀气体环境,主要为盐酸雾气。在生产过程中,该钛风机易发故障如下:(1)驱动箱轴承损坏及其箱体破裂;(2)风机钢衬胶壳体局部穿孔漏酸;(3)钛叶轮叶片、轮毂筋板焊缝局部开裂;(4)风机钢衬胶壳体内部钛衬板脱落;(5)风机叶轮钛叶片外表面及其平衡块腐蚀严重;(6)风机钛叶轮脱落。通过技术人员认真分析研究,查阅大量技术资料,精心观测该风机运行参数变化,对以上易发故障进行了技术攻关,取得了良好效果。

2 钛风机易发故障的原因分析及技术攻关措施

2.1 轴承、驱动箱损坏及箱体破裂的原因分析及技术攻关措施

该损坏形式多发于叶轮侧,出现SKF6315/C3轴承保持架损坏、轴承与驱动轴及箱体配合面磨损、甚至造成驱动箱体破裂。原因分析:轴承润滑不良,轴承振动超标,一般由钛叶轮动平衡超差所致,箱体强度低。技术攻关措施:增设智能润滑系统MEMOLUB HPS确保精确润滑,当轴承驱动箱振动速度大于4mm/s时,需对风机钛叶轮进行动平衡,增加钛合金平衡块,使叶轮平衡精度达到6.3mm/s。驱动箱材质由铸铁改为铸钢。

2.2 风机钢衬胶壳体局部穿孔漏酸的原因分析及技术攻关措施

在风机衬胶壳体的应力集中棱角部位,易出现硬质衬胶裂纹漏酸,导致钢壳体腐蚀穿孔。原因分析:風机壳体衬胶硫化过程中,内部气泡产生砂眼缺陷,在异常振动条件下加速衬胶老化。技术攻关措施:当风机壳体振动速度大于5mm/s,需对风机钛叶轮进行动平衡,增加钛合金平衡块,使叶轮平衡精度达到6.3mm/s。对于漏酸部位衬胶修补,清理出新面,采用德国进口耐酸耐高温SEMPEREMA A+B胶泥修补。

2.3 钛叶轮叶片、轮毂筋板焊缝局部开裂的原因分析及技术攻关措施

原因分析:腐蚀引起焊肉钛金属流失,焊缝强度降低,产生微裂纹。钛金属在盐酸中极易发生的缝隙腐蚀作用下,微裂纹迅速扩展为明显裂纹。钛叶轮动平衡超差引起微裂纹发生并扩展。技术攻关措施:改善钛叶轮腐蚀环境,保持生产再生酸的浓度在180-200g/L,钛叶轮表面盐酸温度小于80℃、浓度小于1.7%,使钛叶轮表面处在钝化区。采用含Fe3+浓度为50mg/L、流量为1000L/h的漂洗水喷淋钛叶轮,使钛叶轮表面始终处于钝化态。保持风机功率参数小于85%,当风机壳体振动速度大于5mm/s,需对风机钛叶轮进行动平衡,增加钛合金平衡块,使叶轮平衡精度达到6.3mm/s。

2.4 风机钢衬胶壳体内部钛衬板脱落的原因分析及技术攻关措施

原因分析:钛风机内部腐蚀环境恶劣,固定钛衬板的M8钛螺栓与钛螺母之间、钛螺母与钛衬板之间,在80℃盐酸雾气腐蚀环境中发生缝隙腐蚀,造成M8钛螺栓与钛螺母腐蚀脱落并引发钛衬板脱落。技术攻关措施:改善钛风机内部腐蚀环境,保持生产再生酸的浓度在180-200g/L,钛衬板、钛螺栓与钛螺母表面盐酸温度小于80℃、浓度小于1.7%,使钛金属表面处在钝化区。采用含Fe3+浓度为50mg/L、流量为1000L/h的漂洗水喷淋钛叶轮芯部,通过离心力将漂洗水覆盖钛衬板、钛螺栓与钛螺母表面,使钛金属表面始终处于钝化态。在固定钛衬板的M8钛螺栓与钛螺母的外表面,采用德国进口耐酸耐高温SEMPEREMA A+B胶泥进行密封覆盖。

2.5 风机钛叶轮叶片外表面及其平衡块腐蚀严重的原因分析及技术攻关措施

原因分析:未经再次稀释的盐酸雾气在风机钛叶轮引风口及叶轮外圆周边处存在紊流,并直接与钛叶轮叶片外表面及其平衡块接触产生腐蚀。在钛风机内部80℃焙烧炉废炉气中,钛金属表面盐酸浓度超标。技术攻关措施:在钛风机侧盖上增设对叶轮叶片外表面及其平衡块喷淋漂洗水装置(图1)。使含Fe3+浓度为50mg/L、流量为1000L/h的漂洗水直接作用在钛叶轮叶片外表面及其平衡块表面。目的是稀释盐酸雾气中的盐酸浓度并使钛金属表面处在钝化态。改善钛风机内部腐蚀环境,生产再生酸的浓度保持在180-200g/L,盐酸雾气温度小于80℃、浓度小于1.7%。

2.6 风机钛叶轮脱落的原因分析及技术攻关措施

原因分析:叶轮芯部轮毂端密封盖M6-6钛螺钉螺纹间产生缝隙腐蚀,导致M6固定钛螺钉脱落,从而引起叶轮芯部轮毂端密封盖脱落、轴端M20定位钛螺钉螺纹间产生缝隙腐蚀后脱落、碳钢传动轴与叶轮芯部轮毂配合面产生缝隙腐蚀,尤其是该碳钢轴端在80℃酸雾中发生急剧腐蚀、造成钛叶轮在高速旋转中突然脱落的恶性事故。

技术攻关措施:将原叶轮芯部轮毂端密封盖(图2)进行结构上、固定形式上的技术改进。原叶轮芯部轮毂端密封盖是由均布的M6-6钛螺钉固定(图2)。改进后,新结构的钛密封盖(图3)采用M90*2的左旋内螺纹连接固定形式。

3 使用效果

对上述技术攻关措施实施后,酸再生机组RVHS1/RU250K钛风机运行情况稳定。几年来未发生钛风机事故,实现废盐酸处理率100%,年减少经济损失150余万元,彻底解决了该风机因故障率高对带钢连续酸洗生产线的制约生产问题。

4 结束语

通过对带钢连续酸洗生产线酸再生机组进口RVHS1/RU250K钛风机运行过程中出现的各种故障的技术攻关、技术的消化吸收与创新,收到了良好效果,提高了腐蚀环境下大家对该特殊风机的维护技术水平,改进后的钛风机故障率明显降低。以上各技术成果的应用能为国内冶金、化工领域同类型设备的技术消化、吸收及自主创新、腐蚀环境下该类设备的维护、技术改进具有良好的借鉴作用。

参考文献:

[1]余国琮.化工机械工程手册[M].化学工业出版社,2003.

[2][德] C.莱因斯M.皮特尔斯.钛与钛合金[M].化学工业出版社,2005.

[3]张喜燕.赵永庆.白晨光.钛合金及应用[M].化学工业出版社,2005.

[4]赵树萍.吕双坤.郝文杰.钛合金及其表面处理[M].哈尔滨工业大学出版社,2003.endprint

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