氧化风机出口温度偏高简析及处理

宾裕昌（粤泷发电有限责任公司，广东罗定527200）

氧化风机出口温度偏高简析及处理

宾裕昌（粤泷发电有限责任公司，广东罗定527200）

人们环保意识不断增强、生活水平逐渐提高，燃煤电厂的排污也进入标准化时代，脱硫系统良好与否直接影响到燃煤电厂烟气排放品质，而脱硫系统中氧化风机也是影响烟气排放的重要设备之一。粤泷发电有限责任公司脱硫采用的是石灰石/石膏湿法脱硫工艺，通过烟气大面积与含石灰石（CaCO3）的吸收液接触，使烟气中的的SO2溶解于水并与石灰石浆液反应生成亚硫酸氢钙（Ca（HSO3）2），在鼓入大量空气条件下，使亚硫酸氢钙（Ca（HSO3）2）氧化生成二水石膏（2CaSO4·2H2O），从而达到降低烟气中SO2含量的目的，该吸收过程发生的化学反应如下：

（1）烟气中的二氧化硫（SO2）与石灰石浆液（CaCO3+H2O）反应生成亚硫酸氢钙（Ca（HSO3）2）：

CaCO3+2SO2+H2O=Ca（HSO3）2+CO2

（2）亚硫酸氢钙（Ca（HSO3）2）与由氧化风机供给的氧气（O2）反应生成二水石膏（2CaSO4·2H2O）：

Ca（HSO3）2+O2+CaCO3+3H2O=2CaSO4·2H2O+CO2

从上述化学反应公式看出，如果氧化风机不能正常运行势必影响碳酸钙的形成，也就是直接影响到石膏生成的品质。

三叶罗茨风机；冷油器；联轴器；环境温度；润滑

1　引言

脱硫系统中氧化风机作用是不间断向吸收塔提供合格的氧化空气，使塔内的亚硫酸钙氢根氧化成硫酸根，从而增强吸收塔内浆液进一步吸收二氧化硫能力，同时得以生成良好品质的石膏。一旦氧化空气少注入或不注入都会导致胶硫效率，严重时会让大量结垢的亚硫酸钙包裹石灰石颗粒，进而脱硫装置失去功能。粤泷公司第一期脱硫工程设计氧化风量为4000Nm3/h、压力为104kPa。风机出口设置热风冷却器，冷却器后风温达70℃报警、80℃跳机。图1～2是氧化风机对脱硫吸收塔浆液pH值和脱硫效率影响情况。

图1

图2

我们公司现使用的氧化风机是上海互驰-Robuschi三叶罗茨风机，型号为RBS125/V。罗茨风机为容积式风机，它通过两个转向相反、渐开腰形的转动叶轮，把叶轮凹槽内的空气从入口端硬性输送到出口端输送，叶轮每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气。

图3

2　设备概况

我公司2008年使用是西安志高罗茨风机技术有限公司提供的RCS817风机，此风机为二叶式罗茨风机，因运行不理想于2011年更换为Robuschi三叶罗茨风机，出口风量最大为4000Nm3/h。风机同样安装在浆液循环泵房内的隔音室里，隔音室内有抽风机，有换热面积为0.8m2管式冷油器两个，前后轴承油箱各一个。两种风机均存在同样的问题是：排气温度和润滑油油温偏高现象，排气温度通常120℃、天气炎热时高达130℃以上；润滑油油温度通常90℃以上运行。此运行工况必将影响到风机的使用寿命。为此我对风机出口排气温度及润滑油油温度偏高进行分析和处理。

3　排气温度和润滑油温度偏高分析

3.1风机端部高温空气泄漏的加热作用

三叶罗茨风机工作时，如果密封间隙过大、排气腔内高温高压气体会向压力温度较低进气腔泄漏一定量。温度较高的空气进而加热进气气体，使得排气温度升高。影响泄漏量的最为直接原因是风机设计或安装的密封间隙。罗茨风机叶轮和侧墙板材质是FC250，其热膨胀系统是12～12.5×10-6/℃，风机进出口风温差通常是90～100℃。可以计算得出RBS125/V风机的理想密封间隙。

叶轮与叶轮之间的间隙为0.40～0.5mm；叶轮与叶壳之间的径向间隙0.2～0.30mm；叶轮与非驱动端墙板间隙为0.25～0.35mm；叶轮与驱动端墙板间隙为0.30～0.40mm。密封间隙越大高温高压气体回流量要越大，进气温度受加热升高、进而出气温度也跟着上升，造成恶性循环。密封间隙过小运行时会产生强烈的噪音、振动超标、温度提升等。叶轮与叶轮间间隙及叶轮与叶壳间间隙建议用压铅线方法；叶轮与端板只能用塞尺了。测量风机密封间隙尽量多位置测量，因为只要有一个密封间隙超标也会造成排气温度偏高现象。如果风机叶轮等分不好那密封间隙根本无法调整，可以对叶轮热喷涂修复。喷涂材料要求是镍合金，喷涂必须重新打磨圆滑、均衡。叶轮与端面的间隙可以在齿轮处加减叠片来调整。用塞尺测量叶轮与叶轮，叶轮与墙板，叶轮与机壳之间的间隙，必须得达到均匀分布，那边不行就用铜棒砸齿轮和轴来调节所有间隙。调整好后卡住齿轮锥紧上好锁母。锁紧后必须再重新测量一次，直到符合要求后再做其他零部件的装配。2012年我们曾有一台罗茨风机RBS-125F（序列号：09-09714）委托一家风机厂家检修，测得其修后叶轮与端板密封间隙为0.45～0.5mm，安装试运排气温度高达130℃以上振速高达 25mm/s但振动正常0.06mm。后来另一台检测其叶轮与端板密封间隙为0.35mm，安装运行其温度120℃以下、振速10mm/s以下。

3.2环境温度过高

罗茨风机的理想压缩过程可以为定容积压缩，排气温度计算公式为：

排气温度Td=（0.19/￡+1）Ts。式中Td为排气温度、Ts为进气温度、￡为容积效率。从计算公式可以体现环境温度与排气温度成正比关系。我们做试验把隔音门板全部打开后，罗茨风机环境明显下降，为此我们把原设计的隔音室全部拆除并把入口管延伸至室外环境相对阴凉处。因为隔音室底部安装排气口及缓冲罐故隔音作用甚微，反而它可把环境温度增加10℃以上。炎热的夏天必须时在风机侧临时放置一台强力落地风扇，辅助降低风机环境温度（见图4）。

3.3润滑油品质不良

罗茨风机原厂家即西安志高罗茨风机技术有限公司推荐使用L-CKC320的润滑油。此品种润滑油粘度大、流动性差，带走的热量滞后。后来更换为上海互驰-Robuschi三叶罗茨风机后与厂家及参考兄弟电厂决定更换为壳牌系统循环油#220。另把冷油器冷却面积从原来的0.7m2增大至1.4m2并把冷却水回水直接排向地沟。润滑油油温降低15℃以上。

图4

3.4出口风压偏高

我公司氧化风机出口风压设置为 95kPa报警、大于105kPa延时3s停运氧化风机。供给吸收塔液位高位原设计为8.6～9.1m。依据公式：

Td=Ts+（10～12）×P其中Td为排气温度、Ts为进气温度、P为出口风压单位米水银汞。如当吸收塔液位是8.6m、环境温度是30℃、压力损失1m时：

Td=Ts+（10～12）×P=30+（10～12）×（8.6+1）=126～145℃。吸收塔液位偏高造成罗茨风机温度偏高也会严重影响及风机及其润滑油的寿命。为此我们把吸收塔的液位控制在8.0m以下，通常为7.5m。

3.5传动皮带过紧或过松

皮带过紧影响轴承滚子与滚子槽之间的油膜、增大摩擦力进而轴承温度会升高；皮带过松时皮带与皮带轮轮打滑使得皮带轮温度升高严重时烧坏皮带且影响风机出力。罗茨风机配用皮带为XPC3350，皮带安装拉紧后可用拇指下压皮带中部，压陷不超过皮带厚度的1.5倍为宜，这是我个人的经验。另外皮带建议定期添加皮带腊，增加皮带与皮带轮的摩擦力。正常运行时皮带轮处温度不超过45℃。

4　结论

罗茨风机排气温度偏高常见的原因有上述五种，通过上述几种方法处理后我们把罗茨风机的润滑油油温驱动端控制在80℃以下、非驱动端油温控制在70℃左右、出口风温夏天120℃以下、冬天通常100℃左右。加以平时的正常维护和保养罗茨风机运行已有四年之多，均安然无恙，轰轰烈烈地为我们服务。正常运行时若出现排气温度升高可以先从后四种情况分析处理最后再检查风机的密封间隙；风机检修时必须把风机密封间隙的调整作为停工待检点执行，也即是密封间隙必须满足设计要求。罗茨风机的最大问题是排气温度偏高，粤泷公司的第二期脱硫已把氧化风机改用诘缔纳士机械有限公司生产的离心式风机CF879。此离心式氧化风机排气温度通常低于100℃，相比罗茨风机在排气温度上占有一定优势。

[1]曾庭华，杨 华，马 斌，等.湿式烟气脱硫系统的安全性及优化.北京：中国电力出版社，2004.

[2]火电厂无旁路湿式烟气脱硫技术手册.北京：中国电力出版社，2013.

TH43

A

2095-2066（2016）31-0045-02

2016-10-23

宾裕昌（1970-），男，工程师，大专，主要从事锅炉燃料脱硫设备的机械维护工作。