原標題：案例分析：污水曝氣羅茨風機電機超載問題和解決辦法
前段時間錦工風機接待了一位關于風機維修的客戶，該客戶是污水處理廠，他們之前采購的曝氣風機的型號是125口徑、1050轉、40kpa、22kw的風機，該風機在使用過程中會出現超載的情況，根據我們錦工風機與該公司技術的溝通，基本得到了以下總結：
1、電動機過載原因
1）進口過濾器堵塞或其他原因造成阻力增高，形成負壓（在出口壓力不變情況下，升壓增高）。
2）出口系統壓力增加。
3）靜、動件發生摩擦。
4）齒輪損壞。
5）軸承損壞。
2、逐項分析和檢查
1）檢修人員對進口過濾器進行檢查,不存在污堵，不會造成溫升現象，確認為非主要原因。
2）羅茨風機出口壓力為55kPa，大于風機設計的額定壓力40kPa，確定為主要原因。
3）檢修人員對羅茨風機靜、動件進行檢查，間隙符合要求，確認為非主要原因。
4）檢修人員對羅茨風機主、從動齒輪進行檢查，經檢查錐度配合接觸面75%以上、耦合間隙符合要求，確認為非主要原因。
5）檢修人員對羅茨風機和電動機軸承都進行外觀檢查未發現異常，并使用振動檢測儀進行振動檢測，均未發現振動特性曲線異常現象，確認為非主要原因。
檢修人員對曝氣風機出口壓力高的原因進行一步分析、檢查，好氧生化池、厭氧生化池、調節池及污泥池均為地下設施缺少排氣管口，導致排氣不暢和風機功率選型過大是造成曝氣風機過載的主要原因。
另外，檢修人員在檢查的過程中，還發現地下曝氣風機室溫度高達42℃，電動機端蓋溫度達83℃，環境溫度和電動機端蓋溫度均不符合要求。
3、故障處置及效果
1）由于好氧生化池、厭氧生化池、調節池和污泥池為地下設施，上方完全封閉只留有檢修人孔，蓋有人孔蓋，因此只能在人孔蓋上開口并加裝鋼網，使氣體順暢排出。
2）在曝氣風機出口管道上安裝一個排氣口并加裝消聲器，排出多余的氣體，降低出口壓力。
3）在風機室安裝軸流風機為設備供應室外低溫空氣，降低環境溫度和設備的溫升。
經改造后一個月內，沒有再發生曝氣風機電動機過載的情況，曝氣風機出口壓力≤40kPa，地下風機室環境溫度≤35℃，電動機端蓋溫度≤75℃，均符合要求。
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一、概述:B-101C羅茨風機屬于大慶石化公司化工三廠SAN裝置。2005年裝置改擴建為滿足裝置提量后滿負荷生產而增設的一臺關鍵設備。該設備主要作用是將二級脫揮器中可凝氣體(SM、AN、EB廢單)抽出進入真空系統冷卻循環,以確保產品質量。該設備自2005年7月安裝完畢2005年9月開始調試,多次都因殼體溫度過高,機組負荷大,電流超高而自動跳車,一度試運行工作擱淺。該問題成為SAN裝置能否達到設計產量,并長周期平穩運行的關鍵,2006年開始,車間技術人員經過長期摸索,對上述故障的原因分析認為其主要原因是該機部分結構設計上不合理,機組結構不適合現場工況,實際工況和設計工況偏離較大,根據存在的問題,對設備部分結構進行改進、并在操作上采取相應措施。于2008年投入使用,至今達到了安全、平穩、滿負荷連續運轉,確保了裝置的滿負荷生產。二、基本參數和設備結構:1、基本參數(設計):型號JIJZQ600-2形式:臥式兩級串聯流量:2520m3/H吸入溫度:-7出口溫度:70進口壓力:7torra排氣壓力:-0.08MPa電機功率:7.5Kw2、原現場實際工況:吸入溫度:34排出溫度:1503、改造后現場實際工況:吸入溫度:19排出溫度:904、設備主要結構(如圖1所示):圖11機殼2隔板3后端蓋4軸承5背帽6從動齒輪7甩油盤8主動齒輪9視鏡10密封壓蓋11密封體12主動軸13前端蓋14密封端蓋15骨架密封16前甩油盤17加油管三、故障原因分析:1、工藝狀況分析:該風機設計參數(條件)入口溫度-7,排氣溫度70,而實際工況吸入溫度34,排出口溫度為150,嚴重偏離了設計工藝指標。吸入溫度高說明DV-102真空系統氣相量大,(氣體量隨溫度的增高而增大,密度減小)這樣就勢必造成B-101風機負荷增大;再者DV-102氣相經過E-106E-108進入B-101C后,經過高速旋轉葉輪的作用,部分氣相獲得能量由氣相變為液相,且浮在轉子表面。由于這種物質是粘稠狀,比重遠大于氣相,這樣就勢必對轉子產生一種阻力,使得轉子負荷增大。2、設備結構分析:B-101A/B(原機型美國產)輸出軸密封采用的是機械密封,密封性能比較好,而新增設備B-101C(湖南錦工)輸出軸密封采用的是單唇型骨架密封,且裝配方式上不合理,如圖2示:圖2這樣的裝配方法阻止空氣進入設備的能力不好,在一定的真空條件下,P大與P真壓差過大,在壓差的作用下,使部分空氣進入殼體,給轉子抽真空帶來一定的負荷增量。3、B-101C跳車的原因分析:通過上述原因的分析,從而可以看出B-101C超負荷跳車的原因是:吸入溫度高,物料相變,設備部分結構設計不合理,使大氣進入殼體,以上三種原因造成負荷增量的疊加所至。四、改進措施:1、增大冷凍效果,降低吸入溫度根據有關技術論證,新增一臺DV-102頂部冷凝器E-106B與原E-106A并聯,主要目的冷卻DV-102氣相。冷凝后的液相回收,降低進入B-101C的氣相量,降低氣相吸入溫度。(由原來的34降至19)2、機組部分結構改進:1)密封系統改進:根據該處密封結構的實際情況,進行測繪分析認為在密封結構上由原來的單唇骨架密封改為波紋管雙端面機械密封。其結構見裝配圖3所示圖3這種裝配方法,既能阻止大氣進入機殼,又能防止密封油的外泄。2)機體結構的改進:新增DV-102頂部冷凝器,原B-101C風機入口溫度由原來的34降至19,但還達不到B-101C原設計入口溫度-7工況要求,還存在部分氣相進入機體獲得能量后變為液相。浮于機體表面和殼體內,為解決這個問題經分析研究在運轉過程中如何將液相排出,是
羅茨風機的用途比較廣泛，污水排放、水養殖增氧、糧食輸送或是一些化工廠等等都能用到。該設備是一種高速運轉的設備，所以在操作時應按照規定正確操作，保證設備的性能完好。羅茨風機安裝好之后需要先進行調試，檢查各部位的零件是否有移位或松動現象。下面小編給大家分享如何正確操作羅茨風機，以及調試羅茨風機時要注意什么。
一、羅茨風機如何正確操作
1、想要在后期運行更加高效安全，那么切記要到專業正規的廠家處購買這類設備。現在市面上涌現了一些小作坊，推出的三無設備盡管在價格上面比較低廉，但是性能以及品質都無法保障。
2、每個型號的回轉式風機，都有可能在安裝方法、設備結構以及基本參數上面存在差異。所以大家必須在操作之前熟讀說明書，確保工作人員掌握了設備的有效使用方法。才能進行正確的運行。
3、開機順序和關機順序必須按照規定的要求來進行操作，不能隨意調換步驟。在說明書上會有著具體的指示，從而幫助大家更好的進行操作和使用。
4、在冬季的時候，很多工作人員因為天氣的寒冷，就靠近風機的運行環境進行取暖。這樣的行為是非常錯誤的。工作人員不能長時間停留在這類設備的四周，很容易造成皮膚出現燙傷現象。
5、定期清潔回轉式風機，并且采取相應的維護保養檢修措施，及時的發現這類設備所存在的故障問題或是異常現象。并且采取有效的措施解決，這樣能保證設備的運行處于一個高效的狀態。
二、羅茨風機調試注意事項
1、檢查各部位的緊固情況及定位銷是否有松動現象。
2、鼓風機機體內部有無漏油現象。機體內部不能有結垢、生銹和剝落現象存在。
4、注意潤滑和散熱情況是否正常，注意潤滑油的質量。經常傾聽鼓風機運行有無雜聲，注意機組是否在不符合規定的工況下運行，并注意定期加黃油。
5、鼓風機的過載，有時不是立即顯示出來的，所以要注意進、排氣壓力。軸承溫度和電動機電流的增加趨勢，來判斷機器是否運行正常。
6、拆卸機器前，應對機器各配合尺寸進行測量，做好記錄。并在零部件上做好標記，以保證裝配后維持原來配合要求。
7、新機器或大修后的鼓風機，油箱應加以清洗。并按使用步驟投入運行，建議運行8小時后更換全部潤滑油。
8、維護檢修應按具體使用情況擬訂合理的維修制度，按期進行。并作好記錄，建議每年大修一次，并更換軸承和有關易損件。
9、鼓風機大修建議由專業維修人員進行檢修 。
羅茨鼓風機運行時的操作方法,應注意事項等都與它的工作原理、性能有關,甚至發生的一些故障及其處理方法也是如此。下面討論的是僅以硫酸轉化鼓風機為例單機運行的情況。
1、風量的調節
用關小進口或出口閥調節風量的作用是微小的,因為只是改變了進出口間的壓差,從而增加了從間隙漏回入口的氣量,除非壓差大幅度的增加,多漏回的量是很微小的。這樣對調節風量并無多大價值,但卻能顯著增加風機的功率消耗,特別是關小風機出口閥對風機有一定的危險性。關小入口閥來調節風量亦如關小出口閥,入口負壓一大,會改變風機入口氣體的狀態,使換算成標準狀況的風量更少。因此關小入口閥的調節作用比關小出口閥大。可是從計算看,功率消耗的增加卻更嚴重,也不可取。
采用副線調節風量使部份氣體從出口經副線回到入口,風機的輸風量并未減少,但整個系統的風量卻減下來了,整個系統的阻力也會下降,風機的消耗功率隨著降低,因此用副線調節風量是合理的。可是必須采取措施防止風機進出口閥門自動震閉,或副線閥震開、震閉,否則就會發生危險(出壓、電流逼高)或不需要地增減負荷。因為這種風機的震動較大。
羅茨風機對氣體進行絕熱壓縮,氣體通過風機后溫度必將升高,一部份氣體回入進口將使其進口溫度升高,從而又影響出口溫度。因此應盡量使風機滿負荷或接近滿負荷情況下運行,避免長時間低負荷運行。
2、副線的安全作用
在硫酸生產的系統阻力條件下,如無副線,不論進出口閥是開著還是關著,風機啟動都有困難或危險。而且,如果沒有副線還可能發生一些意想不到的事故。例如因供電系統跳閘造成風機停車,而風機電機的開關因失靈并未跳開,在供電系統恢復送電時風機將自行啟動,此時如風機副線閥未打開,姑且不談對系統的影響,風機本身啟動電流過大也將造成一系列不好的后果,甚至會燒毀電機。下面將介紹的多臺風機并聯運行時更是如此。因此我們不但要把風機副線看作啟動和調節的手段,還應看到它對風機的保護作用。不論什么原因造成風機停車,總要養成首先打開副線閥的習慣(這在處理緊急事故時往往會被忽略),以免造成不必要的麻煩。即使是有計劃停車,第一步也是先開副線閥,然后才能關出進口閥。
有的廠有幾個生產系統,風機出口有聯通管,如誤開聯通閥,常會使運行系統的氣體送入停止運行而進出口閥未關死的鼓風機,使其倒轉。此時最易發生因油泵停止供油或與風機同軸的油泵倒轉而無油供應,造成軸承、齒輪受損。倘若副線開足,這一現象就可大為減輕,甚至在誤開的聯通閥開得不大時,可能得以避免。
3、氣體出口受阻時的情況
因風機的供風量受出口壓力增高的影響不大,如風機出口到吸收塔煙囪放空前任一處堵死或受阻,以致切斷了風機出口風通路時,對風機本身和系統都是危險的。這時風機可能打壞,如果保護系統不良,電機也能燒毀,薄弱的設備將受損壞。比如轉化器因直徑大,頂蓋與器殼的接縫容易被頂裂,塔底作循環酸儲槽,出口又有小混酸罐時,酸也會從小混酸罐頂噴出:如果受阻部位在這些設備后面的話。因此在風機出口到煙自出口間主管路上一切可能有的閥門的關閉都必須慎重。譬如通電爐進出口叉路間主管路上的閥門,有尾氣回收設備時吸收塔煙自上的蝶閥等。必須先打開準備去的通路,才能關閉主管路的閥門,而且關時須有人注意風機出壓的變化及采取防止閥門自動震閉的措施。
4、風機入口前氣體受膽時的情況
從爐子到鼓風機入口間的主管路、設備發生阻塞,導致風機入口負壓上升時的后果更為危險。因風機入口前設備處于受外壓狀態,不少又是強度較差的塑料、鉛材制的,容易失去穩定而變形。還有一種現象,當風機進口前的某一設備排液不暢,內部液位上升,部份淹沒下部氣道,使氣體通過受阻(例如常說的干燥塔吊酸現象),達到一定程度,就能使器底液體發生震蕩,而在器底來回晃動。此時我們可以看到全系統(主要是風機進口前)的壓力發生劇烈跳動,風機電機的電流波動,噪聲異常,震動加劇,情況是很嚇人。這時必須及時打開風機副線閥,減少壓力波動幅度,以免損壞設備,特別是受外壓的設備。然后迅速找出排液不暢的設備,予以解決。因為風機進口前有排液的設備本不多,原因容易查明。從壓力上分析也很容易,受阻設備后的負壓是向上波動的,而前面的則向下波動,界限十分分明。
5、倒車問題
倒開備用風機,欲使操作時系統風量(負荷)不發生顯著變化,羅茨鼓風機要比離心鼓風機難。
由于兩臺羅茨鼓風機共有六只閥,比兩臺離心式多兩只。備用風機啟動時一般副線閥是開著的,進出口閥是關閉的。啟動后只能先打開備用風機的入口閥,如先開出口閥運轉,風機打出的風將通過備用風機副線回到入口總管而使整個系統風量急劇下降。此外備用風機負荷加得太快又會使系統負荷急劇上升。因此在備用風機啟動、開足入口閥后,打開其出口閥、關小其副線閥,開大欲停風機的副線閥、關小其出口閥。四個動作最好同時進行,才能做到倒車時風量穩定。直到備用風機完全取代欲停風機,此時欲停風機副線閥開足、出口閥關死,即可停機關死入口閥,或先關入口后停機。當然操作熟練后手續是可以簡化的。
6。利用羅茨鼓風機測定系統阻力
一個新系統建成點火升溫前,欲知道系統阻力,以便掌握系統升溫用風壓并制訂開車后的操作指標。我們可以抽空氣將風機負荷加足,測定其進出口溫度、壓力和各設備壓力,因為風機開足時風量是知道的,即可換算成標準狀態風量,那末相當于多少日產量的系統阻力應是多少都能換算出來。再利用計算阻力的公式,利用氣速(也就是氣體體積)、氣體重度與溫度的筍系,也可以換算到操作溫度下的阻力情況。阻力值的變化大致與絕對溫度的變化成正比例,即
要測算每一個設備的阻力也是如此。
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