路超 李保樂

摘要：作為“焦化心臟” 的煤氣鼓風機在焦化生產(chǎn)過程中起著極其重要的作用。鼓風機是否穩(wěn)定運行， 是否高效節(jié)能， 是否能適合焦爐煤氣量的周期性波動， 對于煤氣凈化系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：離心鼓風機;運行;處理方法;

鼓風機是焦化生產(chǎn)過程中比較重要的裝置，又是耗電大戶，其運行質(zhì)量的好與差直接關(guān)系到焦化生產(chǎn)安全性，這對鼓風機運行可靠性及檢修水平提出了較高的要求。

一、并聯(lián)風機運行中遇到的問題

1.并聯(lián)風機運行易發(fā)生喘振的原因。所謂喘振，是指軸流式風機性能與其所在的管路系統(tǒng)性能不協(xié)調(diào)時發(fā)生的一種氣流振蕩現(xiàn)象（即風量、風壓等大幅度的縱向脈動）。實際上，軸流式風機在管路系統(tǒng)中的運行過程就是風機與管路兩者互相協(xié)調(diào)的過程。若能協(xié)調(diào)平衡，則風機在某一位置穩(wěn)定工作;一旦原有平衡被破壞，若能很快協(xié)調(diào)一致，即可繼續(xù)在新的平衡位置穩(wěn)定工作;若互相協(xié)調(diào)之后始終找不到平衡位置，后果就是管路中氣流的來回振蕩，即發(fā)生喘振。一般情況是：管路系統(tǒng)壓力突然升高（或風機壓力突然下降），此時風機以減小流量來提高壓力（或管路系統(tǒng)壓力隨之降低），因此極易越過“馬鞍型”曲線峰點，進入“喘振區(qū)”，發(fā)生“倒流”，使管路壓力降落，風機流量增加，隨之管路壓力再次升高;管路壓力的升高，使風機不得不與之協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)不一致的結(jié)果是再次越過“馬鞍型”曲線峰點，進入“喘振區(qū)”，如此循環(huán)。與單風機喘振現(xiàn)象相比，并聯(lián)運行軸流式風機的喘振實質(zhì)是一樣的，但此時兩臺風機之間沒能互相匹配才是喘振的最常見誘因。所謂匹配，是指兩臺并聯(lián)風機的幾何結(jié)構(gòu)、運行參數(shù)、操作等配合必須保持在合理范圍內(nèi)，否則不僅偏離經(jīng)濟區(qū)太遠，而且其中某臺風機極易進入“喘振區(qū)”而發(fā)生喘振。液力耦合器開度不一樣，轉(zhuǎn)速也不一樣，針對某一動葉角度，不發(fā)生喘振時都有一定的最小風量和最大風壓限制。當小流量風機流量減小到“馬鞍型”曲線峰點之前時，則進入“喘振區(qū)”，喘振隨之發(fā)生。

2.入口壓力擾動因素。在2臺增壓風機并聯(lián)運行的脫硫系統(tǒng)中， 對脫硫系統(tǒng)入口壓力調(diào)節(jié)影響較大的外部擾動因素主要有兩個： 一是機組運行工況的變化; 二是煙氣旁路擋板門的開、關(guān)。同時， 由于2臺增壓風機并聯(lián)運行，其共同的工作點會隨著運行工況的變化而變化， 但因各自所受到的阻力不同， 會導致2 臺風機的出力差異， 從而使得并聯(lián)運行的增壓風機出現(xiàn)搶風，即風機運行參數(shù)不平衡， 或者由于并機過程中操作不當而引起失速， 產(chǎn)生風機振動增大、運行電流大幅波動、風機出力明顯下降等問題， 使脫硫系統(tǒng)入口壓力調(diào)節(jié)特性變差， 導致增壓風機運行不穩(wěn)定和脫硫系統(tǒng)入口壓力的內(nèi)部擾動。上述兩種擾動都會使并聯(lián)增壓風機的運行狀態(tài)點發(fā)生偏移。如果2臺增壓風機的出力分配不均， 就會對增壓風機的穩(wěn)定運行造成沖擊， 甚至影響脫硫系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運行。

二、處理方法

1.防喘振的處理方法。

（1）正確獲得安全操作曲線。風機工作點與廠家提供的性能曲線上的失速極限線還有較大距離。通過現(xiàn)場試驗，根據(jù)失速時的風量、風壓等數(shù)據(jù)對原失速極限線進行修正，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場風機的失速區(qū)域大于廠家提供的失速區(qū)域，因此，根據(jù)修正的失速極限線重新設(shè)定防喘振安全操作線后，實現(xiàn)了對風機喘振的準確防控。

（2）并聯(lián)運行軸流式風機的風量匹配。1）增大風量和降低風壓有利于風機離開“喘振區(qū)”。但要注意，兩者是相互制約的，如增大風量的同時使得風壓超限，亦會發(fā)生喘振;而此時若減小動葉開度，雖然風量有所下降，但風壓也下降，即在小動葉開度下風量和風壓仍可控制在安全范圍內(nèi)而避開“喘振區(qū)”。某焦化廠兩臺并聯(lián)運行的一次風機，一臺因故障停機。重新啟動并聯(lián)時，喘振信號來，隨即風機跳閘而不能并入。此時另一臺正常運行，母管風壓正常。通過分析并進行試驗后，并聯(lián)成功。過程如下：并聯(lián)前，關(guān)閉風機動葉，同時關(guān)閉“啟動”風機出口風門，否則“運行”風機的倒風將使喘振保護動作而無法啟動;當啟動風機達到額定轉(zhuǎn)速后，打開出口風門，并逐漸打開動葉，同時將運行風機動葉角度關(guān)小，此過程注意兩風機風量的匹配，既要保證系統(tǒng)負荷，又要防止喘振發(fā)生;最后兩臺風機動葉開度、電流等相同時，并聯(lián)完成。需要指出，并聯(lián)時單臺風機工況點壓力至少低于風機失速極限線壓力10%，即應處于防喘振安全操作線區(qū)域，否則將發(fā)生喘振。

2）管路系統(tǒng)阻力增大，其特性曲線上揚，使得兩臺并聯(lián)運行風機的風量不匹配，從而發(fā)生喘振現(xiàn)象。當喘振發(fā)生時可考慮調(diào)整管路系統(tǒng)的性能曲線使兩臺并聯(lián)風機的風量匹配，如管路出口風門擋板開度增大以減小管路阻力，使其性能曲線下移等。

2.入口壓力控制方案。為了使脫硫系統(tǒng)入口壓力能夠自動適應主機組鍋爐負荷的變化， 并且保證在關(guān)閉、開啟旁路擋板門過程中不對主機組的穩(wěn)定運行造成影響， 提出以下控制思路：取鍋爐總風量或鍋爐負荷作為脫硫系統(tǒng)入口壓力控制器調(diào)節(jié)回路的前饋， 保證風機調(diào)節(jié)導葉（動葉或者靜葉）在主機組升降負荷時能快速動作， 以適應機組負荷的快速變化， 維持脫硫系統(tǒng)入口壓力穩(wěn)定， 并且不影響主機組鍋爐負壓調(diào)節(jié)。同時， 為了保證在脫硫系統(tǒng)入口壓力控制設(shè)為自動的情況下， 運行人員能夠靈活自主地調(diào)節(jié)、分配2臺風機的出力， 在控制調(diào)節(jié)回路中設(shè)置了偏置模塊。在脫硫入口壓力控制系統(tǒng)的作用下， 鍋爐總風量的擾動得到了很好的抑制， 在系統(tǒng)負荷發(fā)生變化時， 保證了脫硫系統(tǒng)入口壓力的穩(wěn)定。在脫硫入口壓力控制系統(tǒng)投入自動時， 通過偏置模塊的作用， 可以有效調(diào)節(jié)、平衡2臺并聯(lián)運行增壓風機的出力。

三、注意問題

1.對風機的檢修與維護， 主要是按計劃按時間進行檢修檢測與維護， 根據(jù)風機停機前的運行狀況和反饋的數(shù)據(jù)逐一檢測并記錄， 確保定修質(zhì)量關(guān)。風機在定修完成上蓋前轉(zhuǎn)子葉輪（ 非不銹鋼） 涂上防腐油， 同時， 管理部門應不定期的抽查風機的維護情況， 如盤車情況、潤滑油的質(zhì)量情況和高壓電器維護情況， 以便為風機在下一個運行周期中， 打下安全可靠的基礎(chǔ)。我廠至今， 焦爐煤氣鼓風機的故障停機率為0， 而煤氣鼓風機的一次開機成功率為100%。因此這種計劃性檢修檢測與維護， 局部項修和調(diào)整， 并沒有“過剩維修”， 而相反， 減少了設(shè)備大中修次數(shù)和費用， 由于轉(zhuǎn)子和軸承等的改進使之耐用， 維修費用也逐年下降。

2.主軸與瓦的檢查。軸徑與軸瓦接觸表面的檢查， 有輕微劃痕時， 可用拋重新拋亮; 檢查軸承， 巴氏合金瓦是否有裂紋、脫落離胎等現(xiàn)象。風機時發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸徑與軸瓦均有渦損的現(xiàn)象， 后來， 修復了軸徑， 更換了軸瓦，使風機運行了一個周期。用塞尺測量其噴油口與轉(zhuǎn)子平行盤的間隙是否有變化， 一般未換轉(zhuǎn)子和止推軸承不必調(diào)整。增速機低速軸與電機主軸的同心度±0.03; 增速機高速軸與風機轉(zhuǎn)子的同心度±0.02; 其精度的好壞直接影響機組的安全運行和振幅的大小。同時整體安裝具有一定的“揚度”， 電機尾端和風機轉(zhuǎn)子前端用精度水平儀檢測應高出一格。

煤氣鼓風機作為重點設(shè)備之一， 其運行狀態(tài)和檢修維護一直是焦化廠設(shè)備檢修工作的重點。當然鼓風機機組是個復雜的系統(tǒng)，涉及機械、電氣、自控等各個方面，對其故障的精確檢測和判斷還需要技術(shù)人員不斷積累經(jīng)驗和改進技術(shù)。

參考文獻：

[1] 李建明，肖澤儀，等.高速回轉(zhuǎn)件強度與振動.成都：四川大學出版社，2016.

[2]張華.對軸頸半速渦動的修正[J].電力學報，2016（31）.

[3]王志標，張早校.葉輪壓縮機喘振的機理及防喘振策略研究[J].化工自動化及儀表， 2017（30）.

[4]等旺群，高德平.轉(zhuǎn)子動力特性及動平衡研究綜述[J].燃氣渦輪試驗與研究，2017（21）.