曾立林

(云南大為制氨有限公司 設(shè)備技術(shù)部，云南 曲靖 657800)

1 灰漿貯槽減速器結(jié)構(gòu)

煤氣化灰漿處理系統(tǒng)的灰漿貯槽主要作用是將來自澄清槽底流泵的稀泥漿在灰漿貯槽中加速沉淀，上部的清水溢流到渣水收集罐，底部增濃為25%含固量的泥漿(送去真空帶式過濾機(jī)過濾)，貯槽內(nèi)的灰漿通過灰漿貯槽刮泥機(jī)傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)攪拌器攪動(dòng)[1]。該減速機(jī)構(gòu)(見圖1)包含兩組減速器，兩級(jí)減速，第一組為渦輪蝸桿減速器，第二組為圓柱齒輪減速器。攪拌器主軸可通過提升減速機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)，控制轉(zhuǎn)軸負(fù)荷。

圖1 灰漿貯槽減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

2 故障簡述

2020年1月25日16∶10，灰漿貯槽減速機(jī)在線轉(zhuǎn)速監(jiān)測點(diǎn)轉(zhuǎn)速值由 6.5 r/min 突降為0(停止運(yùn)行)，同時(shí)查看減速機(jī)在線電流監(jiān)測值，電流由 7.6 A 降至 5.9 A 左右。立即進(jìn)行現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)減速機(jī)構(gòu)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，但攪拌器未運(yùn)轉(zhuǎn)。檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)，渦輪蝸桿減速器失效。進(jìn)行整體更換后，工藝進(jìn)行啟動(dòng)，將攪拌器提升至 50 cm(最高行程 52 cm)，但多次啟動(dòng)均發(fā)生過載跳車。

1月26日，將灰漿貯槽液位拉低至57%左右，再次啟動(dòng)減速機(jī)構(gòu)。啟動(dòng)后電流達(dá) 11 A 左右，過載跳車。減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場發(fā)生異響及振動(dòng)異常。對其進(jìn)行解體檢查發(fā)現(xiàn)，渦輪蝸桿減速器渦輪根部斷裂，圓柱齒輪減速器小齒輪斷齒嚴(yán)重(見圖2、圖3)。

圖2 渦輪蝸桿減速器損壞渦輪

圖3 圓柱齒輪減速器損壞小齒輪

3 原因分析

本次減速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞嚴(yán)重，第一級(jí)渦輪蝸桿減速器渦輪根部斷裂，第二級(jí)圓柱齒輪減速器小齒輪斷裂六根齒[2]。本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行原因分析。

1)異物進(jìn)入油箱情況

若異物進(jìn)入油箱，卡在齒輪嚙合部位，啟動(dòng)時(shí)會(huì)造成齒輪過載，損壞傳動(dòng)齒。拆卸渦輪蝸桿減速器壓蓋，排油檢查，油箱底部存在油泥，但未發(fā)現(xiàn)能造成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)渦輪蝸桿卡死的硬質(zhì)異物，且傳動(dòng)齒表面光滑，未見異常磨損。整體吊開圓柱齒輪減速器小齒輪軸，排油檢查齒輪油箱，底部同樣存在油泥，未見能造成傳動(dòng)齒輪卡死的硬質(zhì)異物，且大齒輪傳動(dòng)齒面未見異常磨損，但小齒輪斷六齒。

從油箱檢查情況，可以排除硬質(zhì)異物進(jìn)入油箱造成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡死。

2)攪拌器啟動(dòng)初始位置情況

該攪拌器啟動(dòng)前，需先通過提升機(jī)構(gòu)將攪拌器提升到最高行程位置，以確保處在負(fù)荷最低的情況下啟動(dòng)。運(yùn)行正常后再緩慢將攪拌器下降，同時(shí)監(jiān)測電流變化，避免過載。與現(xiàn)場工藝操作人員交談，更換渦輪減速器后的多次啟動(dòng)，攪拌器均處于最大行程位置，因此，可排除因啟動(dòng)初始位置異常原因造成的過載跳車。

3)攪拌器負(fù)荷情況

①攪拌器刮板葉片

該攪拌器刮板葉片直徑 8100 mm，兩葉。刮板葉片通過拉桿用螺栓固定在轉(zhuǎn)軸上，若固定螺栓腐蝕脫落，則會(huì)造成攪拌葉片松脫，卡死轉(zhuǎn)軸。排完貯槽內(nèi)部介質(zhì)后拆卸人孔，沖洗干凈后檢查，未發(fā)現(xiàn)葉片脫落、斷裂，連接螺栓完好，因此可排除攪拌器葉片故障造成減速器異常損壞的情況。攪拌器葉片結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 攪拌器葉片結(jié)構(gòu)

②工藝介質(zhì)

該貯槽內(nèi)主要介質(zhì)為灰漿水，含固量25%，通過攪拌器攪拌，防止灰漿沉積凝固。從運(yùn)行情況來看，1月24日10點(diǎn)開始，減速機(jī)構(gòu)電流逐漸緩慢增長，負(fù)載一直在增加，持續(xù)到25日，減速器跳車。

現(xiàn)場測量貯槽側(cè)壁溫度，從貯槽底部往上 1 m 左右，溫度(35 ℃ 左右)明顯高于貯槽其他位置。根據(jù)工藝操作經(jīng)驗(yàn)，貯槽內(nèi)灰漿已發(fā)生沉積，且沉積層厚度至少在 1 m 以上(期間下放攪拌器，攪拌器提升減速器中分面螺栓部分?jǐn)嗔眩f明灰漿沉積層已開始硬化，攪拌器已不能正常下降)。而攪拌器的提升行程最大 52 cm。提升至最大行程已無法脫離灰漿沉積層，攪拌器葉片被灰漿沉積層固定，隨后多次啟動(dòng)多次過載跳車。對貯槽內(nèi)介質(zhì)徹底進(jìn)行清理，設(shè)備啟動(dòng)后運(yùn)行正常，電流恢復(fù)到正常值。由此可見，貯槽內(nèi)灰漿層的沉淀厚度過高是造成攪拌器無法運(yùn)轉(zhuǎn)、減速器過載損壞的主要原因[3]。

4)操作情況

1月25日，第一次跳車，造成渦輪蝸桿減速器損壞。檢修人員現(xiàn)場更換了新的渦輪蝸桿減速器，工藝人員現(xiàn)場多次啟動(dòng)，均因電流過載跳車。隨后，將澄清槽底流泵出口部分打料至事故渣池，部分進(jìn)灰漿貯槽，同時(shí)泥漿槽底流泵高頻率連續(xù)進(jìn)行倒濾餅，降低灰漿貯槽液位。直到26日，灰漿貯槽液位在57%左右，再次嘗試啟動(dòng)灰漿貯槽刮泥機(jī)，啟動(dòng)后電流將近 11 A，同時(shí)減速器發(fā)生異響及過大振動(dòng)，檢查發(fā)現(xiàn)圓柱齒輪減速箱小齒輪斷齒嚴(yán)重。

在更換新的渦輪蝸桿減速器后，工藝人員啟動(dòng)設(shè)備，在設(shè)備發(fā)生過載跳車后，未及時(shí)進(jìn)行故障徹底排查，仍然進(jìn)行多次啟動(dòng)，也是造成減速器損壞的主要原因之一。

綜合以上分析，造成兩組減速器損壞的主要原因是：①貯槽內(nèi)灰漿沉積層厚度過高，攪拌器葉片被介質(zhì)固定，無法運(yùn)轉(zhuǎn)，多次啟動(dòng)后減速器傳動(dòng)齒輪過載損壞。②在更換新的渦輪蝸桿減速器后，工藝人員啟動(dòng)設(shè)備，在設(shè)備發(fā)生過載跳車后，未及時(shí)進(jìn)行故障徹底排查，仍然進(jìn)行多次啟動(dòng)，最終造成圓柱齒輪減速器小齒輪二次損壞。

4 改進(jìn)措施

為避免再出現(xiàn)類似故障，采取以下處理措施：

1)修改灰漿貯槽刮泥機(jī)攪拌器主電機(jī)電流報(bào)警值，由原來的 8 A 修改為 7 A。發(fā)現(xiàn)電流高報(bào)(電流值 7 A)后，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場檢查，并將攪拌器逐漸向上提；待電流下降到 6.5 A 以下再逐漸將攪拌器放回原位，并加大泥漿槽底流泵輸送頻率。

2)將灰漿貯槽攪拌器電流值設(shè)置到“煤氣化裝置重要參數(shù)一覽表”中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)加強(qiáng)巡檢，并將灰漿貯槽刮泥機(jī)攪拌器主電機(jī)電流值在班長交接班中“關(guān)鍵過程監(jiān)控”進(jìn)行交接。

3)以此為例，操作人員需加強(qiáng)設(shè)備操作學(xué)習(xí)。

經(jīng)過電流參數(shù)調(diào)整及操作模式優(yōu)化后，設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)正常，滿足工藝長周期使用要求。

5 結(jié)束語

經(jīng)過此次處理，灰漿減速機(jī)構(gòu)已恢復(fù)正常運(yùn)行。在此次故障原因分析和處理過程中，得到以下心得體會(huì)：①當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障，不能只看到表面原因，哪里壞修哪里，還應(yīng)找到產(chǎn)生此故障的根本原因并進(jìn)行徹底解決。②提高設(shè)備重視程度，任何設(shè)備都是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，以此為例，加強(qiáng)各方面的學(xué)習(xí)，避免再出現(xiàn)此類情況。