垃圾焚烧电厂离心式引风机受尾气腐蚀振动故障处理

陈 啸，徐 威

（中电华创电力技术研究有限公司，上海 200086）

0 引言

垃圾焚烧技术可以有效处理生活垃圾并回收能源，目前已经成为我国垃圾资源化和减容处理的重要途径[1-2]。但与常规化石燃料相比，城市生活垃圾成分复杂，含有较高含量的氯化物[3-4]，垃圾焚烧炉亦启停频繁，尾气对引风机产生低温腐蚀，造成设备平衡状态的改变，产生异常振动，影响设备的安全稳定运行。针对某垃圾焚烧电厂尾部烟道布置不合理，引风机腐蚀严重，对其进行现场动平衡调试，消除异常振动现象，并提出了相应的改进措施，有效解决了因尾气腐蚀造成的不平衡振动，为垃圾焚烧电厂安全运行提供了指导[5-7]。

1 振动实例及处理

某垃圾焚烧电厂共4台机组，每台垃圾焚烧炉配1台离心式引风机，尾部烟道布置如图1所示。每2台引风机出口烟道汇聚到1个烟道，再通往烟囱，将尾气排向大气。各台炉引风机均出现不同程度的振动异常现象，经现场振动监测与频域分析，振动故障为不平衡引起。同一台引风机经动平衡消除振动故障后，经多次启停后会再次出现振动增大现象，需频繁进行动平衡处理。

图1 尾部烟道布置图

该厂4号炉引风机是由宁波风机有限公司制造生产的Y65LJ-3N026.5D型离心式风机，采用变频电机，最高工作转速900 r/min，于2017年6月启动，风机振动良好，运行2天后风机停运，再次启动后振动异常，无法稳定运行。为了掌握风机在各个运行工况下的振动情况，对风机振动的原始数据进行了测试。引风机原始振动数据见表1。

表1 引风机原始振动数据表

从振动数据分析，该引风机振动以非驱动端水平方向振动为主，且经频域分析，以工频振动幅值为主，初步判断为引风机叶轮存在质量不平衡，需进行动平衡。采用在叶轮上加平衡块方法，进行动平衡工作，进行3次动平衡后，该引风机非驱动端水平方向残余振动仍高达112 μm，无法降低，将平衡块取下，恢复原始状态，再次启动后，测量风机振动值，测量的数据见表2。

表2 取下平衡块后引风机振动数据表

对比表1与表2振动数据，在转速为900 r/min时，取下平衡块后，该引风机振动幅值与初次平衡前原始状态有较大变化，非驱动端水平方向通频振幅增大了近90 μm，振动相位改变较小，改变了6°，造成使用原始振动数据多次平衡后残余振动仍较大的结果。

经现场检查分析，该引风机叶轮受腐蚀严重，叶轮表面覆盖一层质地疏松的深红色铁锈，因平衡状态不良原始振动较大，且进行动平衡工作时多次启停，造成叶轮表面铁锈薄弱处进一步脱落，加剧了质量不平衡，从而该风机平衡状态不断变化，无法有效进行动平衡工作。对叶轮进行除锈处理后，重新启动，利用新的振动数据，进行动平衡，有效降低了振动值，经动平衡后振动数据见表3。

表3 动平衡后引风机振动数据表

2 尾气腐蚀机理

生活垃圾作为燃料，具有含水量高、低位发热量低、组分变化大等特点，在炉内燃烧过程中，垃圾原料中的氯元素以不同形态存在，一部分转化为气相HCl和Cl2，焚烧炉尾部通道引风机处，温度较低，尾气中的HCl与Cl2与水蒸气作用，形成液态的富含氯离子水溶液，如式（1）发生化学反应，对引风机叶轮进行腐蚀，形成FeCl3，在氧气氛围下发生式（2）反应，氯化物被氧化成疏松多孔的Fe3O4并沉积下来，为尾气中的SO2和O2提供气固相反应通道，腐蚀速率进一步上升，反应产生的Cl2通过疏松的金属氧化层，再次回到金属表面，参与式（1）反应而形成循环腐蚀，从而加剧了腐蚀的程度。随着腐蚀反应的推移，含铁化合物不断沉积和脱落，造成设备不平衡现象的发生与扩大。

3 改进措施

从该垃圾焚烧电厂尾部烟道布置图可知，各炉尾部烟道与相邻炉联通，且没有隔离门，因受垃圾处理量及电网负荷波动影响，频繁启停垃圾焚烧炉，当1台炉停运时，因相邻炉并未停运，运行炉产生的尾气经尾部烟道通往烟囱的过程中，会有部分尾气反窜至停运锅炉引风机处，对风机叶轮产生低温腐蚀，形成质地疏松的氧化物，在引风机频繁启停过程中，氧化物脱落，造成设备因不平衡产生振动故障。

针对这种情况，为防止尾气反窜腐蚀风机叶轮，利用停机检修机会，对引风机叶轮喷涂耐腐蚀涂层，增强叶轮抗腐蚀能力。此外，在各台炉引风机出口烟道水平段上加装电动插板门（如图2所示），当停机时，将插板门落下，与相邻运行机组隔离开来，有效阻挡因烟气通道相通而反窜过来的尾气，降低了引风机叶轮的低温腐蚀振动问题。改造后，该厂4台引风机运行平稳，未再出现振动异常问题。

图2 尾部烟道增加电动插板门

4 结论

垃圾焚烧电厂尾气成分氯化物浓度较高，易对尾部烟道的引风机叶轮产生低温腐蚀，由于设计问题，部分电厂尾部烟道布置不合理，产生尾气反窜腐蚀备役引风机的问题，导致引风机叶轮质量不平衡，振动异常。通过现场动平衡，解决振动故障，采取叶轮喷涂耐腐蚀涂层、尾部烟道加装电动插板门措施，有效降低了引风机的腐蚀问题，增强了机组的安全稳定运行能力。