聚酯裝置羅茨鼓風機故障分析及維修

聚酯裝置羅茨鼓風機故障分析及維修

錦工客戶某公司聚酯（PET）裝置引進德國吉瑪公司技術，采用五釜流程，以精對苯二甲酸（PTA）與乙二醇（EG）為原料，直接酯化連續(xù)生產(chǎn)PET熔體，設計生產(chǎn)能力為20萬噸/年；裝置共設兩條線，分為14、15區(qū)，單線設計生產(chǎn)能力為300噸/天，2000年開車投產(chǎn)；14區(qū)熔體全部用于生產(chǎn)切粒，15區(qū)熔體用于生產(chǎn)短纖維和切粒。經(jīng)過工藝優(yōu)化和技術改造，裝置實現(xiàn)了利用工藝廢氣的熱量冬季取暖夏季制冷凍水，最大限度的提高了裝置的效益，降低了能耗。

羅茨鼓風機用于輸送聚酯各反應釜真空系統(tǒng)的低沸點不凝氣體（工藝尾氣，含醚類、醛類、水蒸氣，有較強的異味及一定的腐蝕性）至熱媒加熱爐進行燒卻，避免工藝尾氣放空污染環(huán)境。因此，羅茨風機的穩(wěn)定運行不僅影響聚酯裝置生產(chǎn)反應系統(tǒng)的穩(wěn)定，更影響是否對大氣環(huán)境造成危害。 羅茨風機作為裝置尾氣處理系統(tǒng)的重要設備，是國外進口設備，一用一備配置，可實現(xiàn)DCS變頻調速，設定入口負壓控制。該風機設計最高使用溫度為90℃，設計額定流量為164M3/H,但由于工藝調節(jié)的原因，在夏季時常發(fā)生超溫的現(xiàn)象，最高運行溫度在100℃左右。該風機屬于典型的小流量高溫度羅茨風機，國內鮮有類似的經(jīng)濟適用的產(chǎn)品進行整機國產(chǎn)取代。自裝置開車以來，兩臺羅茨風機在運行過程中出現(xiàn)過備臺無法啟動、潤滑不良、轉子及側板腐蝕磨損等典型故障，通過分析故障原因，總結維護維修經(jīng)驗，采取有效措施排除故障，保障了設備的穩(wěn)定運行。

工作原理

如圖1、圖2所示，在風機殼體內，有兩個“8”字形的轉子相互垂直的安裝在一對平行軸上，由傳動比為1的一對齒輪帶動彼此反向的同步旋轉運動。在轉子、機殼、側板保持較小的間隙(0.10mm～0.15mm)，可以實現(xiàn)較高速度運行。轉子運行過程中，進氣口形成了負壓，工藝尾氣進入進氣腔，被兩個轉子所形成密封腔持續(xù)不斷地帶到排氣腔，氣體就源源不斷地從進氣口輸送到出氣口。

典型故障分析及處理備臺故障無法啟動 故障現(xiàn)象 根據(jù)公司設備管理制度要求，機泵備臺必須處于完好備用狀態(tài)，隨時具備投用條件。在備臺正常備用狀態(tài)下，出現(xiàn)過泵體無法啟動導致電機過載報警的情況，檢查發(fā)現(xiàn)風機腔體內有工藝介質物料等異物發(fā)生粘連卡澀，并且有銹蝕痕跡，無法正常運行。 原因分析 聚酯工藝尾氣的組成比較復雜，潔凈度不高，有一定的腐蝕性，而風機內部各部件間隙較小，在潮濕的環(huán)境中易發(fā)生腐蝕，再加上備臺備用期間沒有進行有效的盤車作業(yè)，長時間靜置設備腐蝕造成轉子粘連卡澀，導致電機過載無法啟動。 處理措施 ⑴定期檢查入口濾網(wǎng)是否完好，避免過濾器損壞后產(chǎn)生的金屬異物損壞風機，同時避免工藝尾氣內聚集的異物進入風機泵體；⑵備用期間定期盤車；⑶根據(jù)現(xiàn)場使用情況縮短備臺切換周期，要求工藝班組操作人員每周甚至更短周期對設備進行備臺切換實現(xiàn)交替運行，避免設備長期靜置導致腐蝕。 潤滑失效導致設備異常 故障現(xiàn)象 羅茨風機軸承磨損損壞、潤滑油變質、進水等現(xiàn)象，導致潤滑油油溫過高，設備異音甚至造成轉子及泵體磨損損壞的情況。 原因分析 造成潤滑失效的主要原因有：⑴加油過多、散熱不好；⑵通風不好，環(huán)境溫度高；⑶介質氣量大、溫度高；⑷尾氣凝液進入油箱，造成潤滑油乳化變質失效，導致軸承及同步齒輪損壞。 處理措施 保運人員日常巡檢中重點關注潤滑油的質量及油位，縮短潤滑油加換油周期，及時對油箱進行清理，在夏季高溫季節(jié)更換粘度稍高的潤滑油；夏季加強通風，降低環(huán)境溫度；做好工藝調節(jié)，避免設備超溫超負荷運行；通過排凝管線改造實現(xiàn)疏水器自動排水，并將排出的廢水引入裝置廢水儲罐，既減輕操作工的工作負擔又避免了排水不及時造成設備損壞，同時避免了環(huán)境的污染。 性能不良 故障現(xiàn)象運行過程中設備本身無明顯異常，但出現(xiàn)變頻電機轉速逐步提高才能滿足工藝要求，以至于電機滿負荷運行仍然滿足不了工藝要求的情況。 原因分析 造成羅茨風機性能不良的主要原因有以下三個原因：⑴轉子本體腐蝕導致轉子尺寸變小，配合間隙變大；⑵羅茨風機側板腐蝕磨損；⑶活塞環(huán)損壞密封失效導致性能不良。 處理措施 針對轉子本身腐蝕損壞，可以進行更換進口轉子進行更換，但進口轉子備件價格較高，且供貨周期較長，考慮到設備維修的經(jīng)濟性，我們主要采取了如下兩種措施來解解決問題：一是升級轉子材質，利用不銹鋼材料對轉子進行國產(chǎn)化取代，達到延長設備使用周期降低備件費用的目的；二是委托專業(yè)廠家對腐蝕下機的轉子進行修舊利廢維修，主要利用激光熔覆不銹鋼材料的方法修復轉子的密封線，滿足轉子尺寸要求，上機使用后效果良好，完全滿足使用要求。 針對羅茨風機側板腐蝕磨損的問題，首先考慮購買進口側 板但費用太高，基本可以不考慮，國產(chǎn)取代側板也存在一定的技術和費用難度，所以目前最可行的方法還是對側板進行維修。如果初期腐蝕磨損不嚴重，可以要求維修部門使用平面磨床整體去除該損壞層，重新裝配調整即可；但如果經(jīng)過幾次磨床維修后，風機側板本體厚度損失太大的話會影響整體的強度，導致風機尺寸變動較大，影響其他零部件的裝配，此時，如果風機側板腐蝕磨損，需要對磨損部位進行修復填充后進行精磨。由于風機側板是鑄鐵材質，無法使用激光熔覆的方法進行缺陷修復，經(jīng)過研究，最終利用金屬修復劑對磨損部位進行修復后再精磨側板，達到了修復的目的。 針對活塞環(huán)損壞密封性能不良的問題，主要采取更換密封 圈及活塞環(huán)，并對活塞套密封面進行檢查修復，確保表面光滑平整。

日常維修維護注意事項 羅茨風機能否安全穩(wěn)定長周期經(jīng)濟運行，除了工藝工況穩(wěn)定外，主要還取決于能否正確地行之有效的維護維修和保養(yǎng)： ⑴保運人員在日常的巡檢過程中仔細檢查風機運行情況，發(fā)現(xiàn)隱患應立即停機檢修消缺，避免事故擴大。⑵維修后視情況更換聯(lián)軸器彈性塊，按規(guī)范進行找正。⑶拆卸維修設備時應對設備內各配合尺寸進行測量，做好記錄，并將零部件清理干凈，安裝時利用千分表及塞尺測量好配合間隙；安裝軸承時必須進行熱裝，避免敲砸野蠻裝配。⑷依據(jù)設備潤滑管理制度及時進行加換油等潤滑管理工作，夏季高溫季節(jié)可更換稍高粘度的潤滑油并增加換油頻次。⑸關注電機的運行情況，發(fā)現(xiàn)變頻電機載荷變大或轉速變化后應及時查明原因，電機出現(xiàn)異常需立即進行檢修，避免過熱過載導致電機損壞。在風機檢修期間可對電機進行預知更換軸承等預知性維修，提高電機的運行可靠性。關注變頻器運轉情況，確保MCC室環(huán)境溫度保持在18～24℃。 錦工通過聚酯裝置羅茨風機在日常運行過程中出現(xiàn)的典型故障，分析故障原因，總結維護維修經(jīng)驗，采取有效措施排除故障，保障設備的穩(wěn)定運行，并在轉子國產(chǎn)化取代及轉子修舊利廢維修上積累了一定的經(jīng)驗，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟和社會效益。

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