錢毅鋼 ， 李榮燦 ， 錢毅波

(河南能源化工集團 中原大化公司 ， 河南 濮陽　457000)

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羅茨鼓風機轉子裂紋產(chǎn)生原因及處理措施

錢毅鋼 ， 李榮燦 ， 錢毅波

(河南能源化工集團 中原大化公司 ， 河南 濮陽457000)

羅茨鼓風機04K001是中原大化公司50萬t煤制甲醇裝置中一臺重要設備，該設備在運行過程中出現(xiàn)異常，機殼表面溫度過高，解體檢查發(fā)現(xiàn)羅茨鼓風機轉子有3道橫向貫穿裂紋，對其進行損壞原因分析并進行修復和系統(tǒng)改造，使羅茨鼓風機04K001在以后的運行中避免了同類事故的發(fā)生。

羅茨鼓風機 ； 轉子 ； 密封 ； 間隙

0　前言

羅茨鼓風機04K001；型號：ARE-250KHS，主要用于輸送易燃、易爆、腐蝕性的氣體介質(zhì)。介質(zhì)中微粒雜質(zhì)含量≤100 mg/m3，最大微粒尺寸不得超過鼓風機工作間隙表規(guī)定的最小工作間隙的一半。齒輪箱使用N68(SY1230-83)防銹汽輪機油，軸承溫度≤75 ℃，進氣溫度≤40 ℃。

河南能源化工集團中原大化公司(簡稱中原大化)年產(chǎn)50萬t煤制甲醇項目于2006年1月開工建設，2008年5月建成投產(chǎn)。該項目使用了諸多國內(nèi)外先進技術，煤氣化裝置采用殼牌(SCGP)粉煤加壓氣化技術，氣化裝置設計投煤量2 000 t/d； 針對SCGP煤制氣的高CO含量，在國內(nèi)率先使用低水氣比、耐硫變換工藝；解決了CO濃度高、水氣比較低、變換爐床層熱點溫度較高(>400 ℃)，甲烷化副反應等比較突出的問題。

為保證變換催化劑的硫化還原和升溫，一氧化碳變換系統(tǒng)采用羅茨鼓風機04K001進行氮氣循環(huán)，使用高壓蒸汽(9.8 MPa，540 ℃)加熱氮氣。工藝上三個變換爐既可串聯(lián)升溫又可并聯(lián)單獨升溫的流程。 采用氮氣循環(huán)升溫法：①氮氣循環(huán)量大，升溫速度快；②氮氣循環(huán)量及溫度易于調(diào)控，可操作性強；③采用H2S硫化還原過程中，H2S利用率高，放空量極低，避免環(huán)境污染。羅茨鼓風機04K001在煤制甲醇裝置開車過程中運行好壞直接關系到甲醇裝置開車是否成功。

1　問題

2015年4月25日，50萬t煤制甲醇裝置在大修后開車過程中，發(fā)現(xiàn)羅茨鼓風機04K001聲音異常，振動劇烈且機殼表面溫度過高，緊急終止甲醇開車程序，系統(tǒng)隔離，對羅茨鼓風機04K001進行搶修，停車后發(fā)現(xiàn)羅茨鼓風機04K001盤車異常沉重，轉子和殼體有剮蹭的聲響，打開羅茨鼓風機進出口查看，發(fā)現(xiàn)羅茨鼓風機兩轉子有3道明顯的貫穿裂紋，兩個轉子之間有黏著摩擦，轉子和殼體以及端面襯板都有不同程度的摩擦。因轉子沒有備件，甲醇系統(tǒng)又在開車的緊急關頭，經(jīng)分析現(xiàn)場生產(chǎn)的實際情況，決定對羅茨風機轉子采取現(xiàn)場臨時補救措施，對羅茨風機轉子裂紋用氬弧焊進行補焊，用合金鋼磨頭對焊縫進行修磨，采取紅丹粉研磨檢查，塞尺進行測量，保證羅茨風機各部間隙符合要求，開啟羅茨風機04K001，保證煤制甲醇裝置正常開車。煤制甲醇裝置運行正常后，停下羅茨風機04K001，隔離并解體羅茨風機進行大修。更換羅茨風機兩個轉子、兩端滾珠和滾柱軸承，軸端機械密封，骨架油封。殼體及兩端襯板進行修復處理。

2　原因分析

羅茨鼓風機04K001只有在煤制甲醇裝置開車時對系統(tǒng)進行氮氣升溫，在系統(tǒng)運行正常的情況下處于停機狀態(tài)。一般羅茨鼓風機兩次開機時間間隔較長，羅茨鼓風機入口前段管道在閑置時間管壁生銹，管道內(nèi)冷凝水不斷集結，羅茨鼓風機再次啟動運行時，隨著氣流的沖刷，羅茨鼓風機入口前段管道管壁上的銹蝕物和氣體中的雜質(zhì)隨氣體進入羅茨鼓風機的腔體內(nèi)，羅茨鼓風機的轉子和轉子、轉子和殼體、轉子和端面襯板的間隙比較小(0.3～0.5 mm)，現(xiàn)場檢查測量管道銹蝕物最大厚度0.8 mm，當銹蝕物和雜質(zhì)進入這些狹小空間時，使轉子和轉子、轉子和殼體、轉子和端面襯板之間產(chǎn)生碾磨，轉子和殼體溫度升高，局部產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，隨著氣體進入羅茨鼓風機的還有管道中的冷凝水，遇到轉子、殼體的過熱部分產(chǎn)生冷激，使轉子產(chǎn)生裂紋損壞。

3　處理措施

鑒于以上的原因分析，有針對性對羅茨鼓風機04K001的系統(tǒng)進行改造，消除羅茨鼓風機的故障。

3.1入口管線改造

對羅茨鼓風機04K001入口管線進行改造，在羅茨鼓風機入口增加“Y”型過濾器，及時清理濾網(wǎng)，防止鐵銹和雜質(zhì)進入鼓風機。管線改造后見圖1。

圖1　管線改造后

3.2增加排放導淋

在羅茨鼓風機04K001入口管線低點處增加一個排放導淋，把管道內(nèi)的冷凝水及時通過導淋來排放，確保入口管道內(nèi)沒有積液，防止積液隨氣流進入鼓風機，造成設備損壞。

3.3增加備件、調(diào)整鼓風機間隙

對羅茨鼓風機04K001進行解體大修，更換轉子、軸承、機械密封等備件。對葉輪和葉輪、葉輪和機殼、葉輪和前后側板之間的間隙進行調(diào)整，鼓風機工作間隙如表1所示。

表1　鼓風機工作間隙　　　　　mm

3.4調(diào)整工藝操作步驟

開車前，首先在羅茨鼓風機入口處加盲板，對管道進行吹掃，清理出鐵銹和雜質(zhì)，然后抽出盲板，連接管道再開車。中間要及時排放管道中的冷凝水，防止進入羅茨鼓風機。

4　結論

在煤制甲醇裝置運行正常的情況下，把羅茨鼓風機04K001進行解體大修，更換轉子、軸承、機械密封等備件。對入口管道進行改造，增加排放導淋和入口濾網(wǎng)，調(diào)整工藝操作步驟，對管道進行吹掃、排凝。經(jīng)過一年四次開停車的運行使用，羅茨鼓風機04K001運行正常。通過調(diào)整和改造，解決了羅茨鼓風機04K001非正常情況下轉子裂紋的問題，為其它化工設備在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的同類問題提供借鑒。

2016-06-07

錢毅鋼(1968-)，男，高級技師，從事設備維保安裝等工作，電話：15139330278。

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