核电厂罗茨风机皮带频繁过热断裂根因分析

黄嘉彬

福建福清核电有限公司 福建福清 350318

1 罗茨风机的概述

1.1 罗茨风机的作用

核电厂罗茨风机主要用于双滤料过滤器的反洗以及废水中和池的搅拌。在双滤料过滤器反洗时，罗茨风机进行风水合洗。当废水中和池达到指定水位后，启动罗茨风机，对池内的废水进行充分的搅拌，控制中和池的PH值。

1.2 缺陷情况概述

福清核电罗茨风机自投运以来相继出现过10次皮带断裂缺陷。8SDA罗茨风机频繁过热断裂，导致YA004房间发生火灾报警，极端条件下会导致除盐水厂房制水受阻，影响全厂供水，威胁设备可靠性和机组安全生产。

2 罗茨风机皮带过热原因综述及分析

2.1 基础刚度偏差

分析排查：风机基础刚度偏差可能导致风机运行时振动过大，从而导致风机传动部件不稳定，引起皮带和皮带轮接触部位摩擦发热，导致皮带过热断裂。在风机运行时对风机基础刚度进行振动测量，但风机振动数值合格，判断此原因对皮带过热无贡献。无启停联锁逻辑，会造成风机启动时，如果阀门启动时间过慢，则造成管路憋压；同时，在风机运行的过程中如果阀门状态出现变化—如2.3.1节所分析的情况，也会造成憋压，分析此因素可能造成皮带过热断裂。

图1

2.2 运行环境因素

2.2.1 风机散热不足

分析排查：BK5006型号罗茨风机对运行环境要求为温度要≤40℃，在夏季高温环境中风机运行可能导致运行环境超出标准要求。经查询历史工单，在冬季也会出现皮带过热断裂现象，分析此原因造成的设备故障可能性较小。

2.2.2 水滴、油脂、灰尘等造成皮带打滑

分析排查：附着在皮带轮表面上的水滴和油脂会造成皮带轮和皮带之间传动摩擦力减小，造成皮带和皮带轮运行过程中打滑，导致皮带摩擦发热断裂。因在罗茨风机预维工作中并未明确对皮带轮的检查，且无运行后复核校验步骤，故此原因有可能造成皮带频繁断裂。

2.3 系统状态问题

2.3.1 系统状态变化导致设备过载

分析排查：系统状态变化同样会造成管路憋压导致皮带断裂。2018年12月14日，8SDA001CO罗茨风机进行解体后回装，在启机验证的过程中，废水中和池进气气动阀8SDA720VA自动关闭，导致管路憋压，风机温度和皮带温度瞬间升高，皮带发出焦味，后停运风机，单独启动8SDA720VA阀门，发现阀门在启动过程中有自动关闭的现象。初步分析此项原因极有可能造成风机皮带过热断裂，在运行中一但阀门自动关闭，风流无法排出，在风机内部循环摩擦做功，风机温度在短时便会升高，从而引起皮带过热断裂。同时进行风机解体后发现内部腔室有灼烧痕迹，故此项有很可能造成风机皮带断裂[1]。

2.3.2 系统在线状态错误

分析排查：运行启动风机过程中，如风机和风机管路阀门的启闭逻辑发生错误，很有可能造成风机启动后，出口阀门未打开的情况，造成管路压力上升，造成憋压现象。经查，罗茨风机与8SDA100VA有启动联锁逻辑，与8SDA718VA/8SDA720VA无启动联锁逻辑，如图1所示。罗茨风机与8SDA718VA/8SDA720VA

2.4 风机皮带轮尺寸配合问题

通过现场测量发现，风机皮带轮与电机皮带轮的尺寸与标准有偏差，在与皮带配合时凸出高度远超标准值，由于V型窄皮带实际呈弓形，其导致皮带与皮带轮之间的接触面积变小，从而导致皮带传动能力下降，运行中造成皮带与皮带轮产生相对运动（打滑），而摩擦使皮带过热引起过热断裂

3 根因定位

通过上述分析，罗茨风机频繁过热断裂的根因可定位为如下两项：

（1）风机皮带轮尺寸与标准有偏差，初步分析为制造偏差，其导致皮带和皮带轮不匹配型，加剧了运行过程中皮带和皮带轮的打滑频度，是皮带频繁过热断裂的因素[2]。

（2）通过检查发现风机废水中和池进气气动阀在风机运行过程中存在自动关闭现象，导致管路憋压，导致风机出风不畅引起电机过载，导致风机皮带轮和皮带接触位置打滑，摩擦生热引起皮带过热断裂。

4 处理措施及后续效果

通过定位根本原因，从源头入手，首先对不合格的皮带轮进行了更换。同时，为解决风机出口管路憋压问题，对废水中和池进气气动阀进行了解体检修，发现其内部执行机构密封圈已损坏。通过维修后，气动阀的开启时间变为5s，较之前的20秒开启时间有很大改善，同时未再发生气动阀自动关闭现象。经过处理后的罗茨风机已稳定运行3个月，未再发生皮带过热断裂现象[3]。

5 结语

针对罗茨风机皮带频繁过热断裂的问题，结合现场实际工作进行了理论分析，找出了导致缺陷产生的根本原因并进行了处理，最终解决了皮带频繁过热断裂的问题，对企业安全稳定生产有着重要贡献。