聚酯裝置羅茨鼓風(fēng)機故障分析及維修

錦工客戶某公司聚酯（PET）裝置引進(jìn)德國吉瑪公司技術(shù)，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(shè)計生產(chǎn)能力為20萬噸/年；裝置共設(shè)兩條線，分為14、15區(qū)，單線設(shè)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(shù)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(fēng)機用于輸送聚酯各反應(yīng)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(jìn)行燒卻，避免工藝尾氣放空污染環(huán)境。因此，羅茨風(fēng)機的穩(wěn)定運行不僅影響聚酯裝置生產(chǎn)反應(yīng)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(fēng)機作為裝置尾氣處理系統(tǒng)的重要設(shè)備，是國外進(jìn)口設(shè)備，一用一備配置，可實現(xiàn)DCS變頻調(diào)速，設(shè)定入口負(fù)壓控制。該風(fēng)機設(shè)計最高使用溫度為90℃，設(shè)計額定流量為164M3/H,但由于工藝調(diào)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(fēng)機屬于典型的小流量高溫度羅茨風(fēng)機，國內(nèi)鮮有類似的經(jīng)濟(jì)適用的產(chǎn)品進(jìn)行整機國產(chǎn)取代。自裝置開車以來，兩臺羅茨風(fēng)機在運行過程中出現(xiàn)過備臺無法啟動、潤滑不良、轉(zhuǎn)子及側(cè)板腐蝕磨損等典型故障，通過分析故障原因，總結(jié)維護(hù)維修經(jīng)驗，采取有效措施排除故障，保障了設(shè)備的穩(wěn)定運行。

工作原理

如圖1、圖2所示，在風(fēng)機殼體內(nèi)，有兩個“8”字形的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運動。在轉(zhuǎn)子、機殼、側(cè)板保持較小的間隙(0.10mm～0.15mm)，可以實現(xiàn)較高速度運行。轉(zhuǎn)子運行過程中，進(jìn)氣口形成了負(fù)壓，工藝尾氣進(jìn)入進(jìn)氣腔，被兩個轉(zhuǎn)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(jìn)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(shè)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(dǎo)致電機過載報警的情況，檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機腔體內(nèi)有工藝介質(zhì)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(fù)雜，潔凈度不高，有一定的腐蝕性，而風(fēng)機內(nèi)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(jìn)行有效的盤車作業(yè)，長時間靜置設(shè)備腐蝕造成轉(zhuǎn)子粘連卡澀，導(dǎo)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(fēng)機，同時避免工藝尾氣內(nèi)聚集的異物進(jìn)入風(fēng)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(shè)備進(jìn)行備臺切換實現(xiàn)交替運行，避免設(shè)備長期靜置導(dǎo)致腐蝕。 潤滑失效導(dǎo)致設(shè)備異常 故障現(xiàn)象 羅茨風(fēng)機軸承磨損損壞、潤滑油變質(zhì)、進(jìn)水等現(xiàn)象，導(dǎo)致潤滑油油溫過高，設(shè)備異音甚至造成轉(zhuǎn)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(fēng)不好，環(huán)境溫度高；⑶介質(zhì)氣量大、溫度高；⑷尾氣凝液進(jìn)入油箱，造成潤滑油乳化變質(zhì)失效，導(dǎo)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(guān)注潤滑油的質(zhì)量及油位，縮短潤滑油加換油周期，及時對油箱進(jìn)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(fēng)，降低環(huán)境溫度；做好工藝調(diào)節(jié)，避免設(shè)備超溫超負(fù)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(fù)擔(dān)又避免了排水不及時造成設(shè)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(shè)備本身無明顯異常，但出現(xiàn)變頻電機轉(zhuǎn)速逐步提高才能滿足工藝要求，以至于電機滿負(fù)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(fēng)機性能不良的主要原因有以下三個原因：⑴轉(zhuǎn)子本體腐蝕導(dǎo)致轉(zhuǎn)子尺寸變小，配合間隙變大；⑵羅茨風(fēng)機側(cè)板腐蝕磨損；⑶活塞環(huán)損壞密封失效導(dǎo)致性能不良。 處理措施 針對轉(zhuǎn)子本身腐蝕損壞，可以進(jìn)行更換進(jìn)口轉(zhuǎn)子進(jìn)行更換，但進(jìn)口轉(zhuǎn)子備件價格較高，且供貨周期較長，考慮到設(shè)備維修的經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)子材質(zhì)，利用不銹鋼材料對轉(zhuǎn)子進(jìn)行國產(chǎn)化取代，達(dá)到延長設(shè)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(zhuǎn)子進(jìn)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(fù)轉(zhuǎn)子的密封線，滿足轉(zhuǎn)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(fēng)機側(cè)板腐蝕磨損的問題，首先考慮購買進(jìn)口側(cè) 板但費用太高，基本可以不考慮，國產(chǎn)取代側(cè)板也存在一定的技術(shù)和費用難度，所以目前最可行的方法還是對側(cè)板進(jìn)行維修。如果初期腐蝕磨損不嚴(yán)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(diào)整即可；但如果經(jīng)過幾次磨床維修后，風(fēng)機側(cè)板本體厚度損失太大的話會影響整體的強度，導(dǎo)致風(fēng)機尺寸變動較大，影響其他零部件的裝配，此時，如果風(fēng)機側(cè)板腐蝕磨損，需要對磨損部位進(jìn)行修復(fù)填充后進(jìn)行精磨。由于風(fēng)機側(cè)板是鑄鐵材質(zhì)，無法使用激光熔覆的方法進(jìn)行缺陷修復(fù)，經(jīng)過研究，最終利用金屬修復(fù)劑對磨損部位進(jìn)行修復(fù)后再精磨側(cè)板，達(dá)到了修復(fù)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(jìn)行檢查修復(fù)，確保表面光滑平整。

日常維修維護(hù)注意事項 羅茨風(fēng)機能否安全穩(wěn)定長周期經(jīng)濟(jì)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(hù)維修和保養(yǎng)： ⑴保運人員在日常的巡檢過程中仔細(xì)檢查風(fēng)機運行情況，發(fā)現(xiàn)隱患應(yīng)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(jìn)行找正。⑶拆卸維修設(shè)備時應(yīng)對設(shè)備內(nèi)各配合尺寸進(jìn)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(jìn)行熱裝，避免敲砸野蠻裝配。⑷依據(jù)設(shè)備潤滑管理制度及時進(jìn)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(guān)注電機的運行情況，發(fā)現(xiàn)變頻電機載荷變大或轉(zhuǎn)速變化后應(yīng)及時查明原因，電機出現(xiàn)異常需立即進(jìn)行檢修，避免過熱過載導(dǎo)致電機損壞。在風(fēng)機檢修期間可對電機進(jìn)行預(yù)知更換軸承等預(yù)知性維修，提高電機的運行可靠性。關(guān)注變頻器運轉(zhuǎn)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(fēng)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(jié)維護(hù)維修經(jīng)驗，采取有效措施排除故障，保障設(shè)備的穩(wěn)定運行，并在轉(zhuǎn)子國產(chǎn)化取代及轉(zhuǎn)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(jì)和社會效益。

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