多级离心鼓风机喘振技术因素分析及对策 潘振静 （中国石油化工股份有限公司天津分公司 天津） 摘要关键词用于污水处理系统中作为鼓风曝气工艺的多级离心鼓风机的喘振因素分析，喘振与运行操作、系统配置密切相关，提出 多级离心鼓风机ＴＨ４４ 喘振因素Ｂ 图１给出了具驼峰 型特性的离心风机 安装放空阀、采用变频器启动、降低曝气系统背压、杜绝不当操作等对策。 对策 中图分类号喘振 文献标识码一、鼓风机运转过程中，当流量不断减少到最小值Ｑｍｉｎ（喘振 工况）时，进入叶栅的气流发生分离，在分离区沿着叶轮旋转方 的工作特性曲线。 曲线１是离心 风机在某一转速下 向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动。当旋转脱离扩散到整 个通道，会使鼓风机出口压力突然大幅下降，而管网中压力并未 马上减低，于是管网中的气体压力就大于鼓风机出口处的压力， 管网中的气体倒流向鼓风机，直到管网中的压力下降至低于鼓 的特性曲线，代表出 口绝压 和入口绝 风机出口压力才停止。接着，鼓风机开始向管网供气，将倒流的 气体压出去，使机内流量减少，压力再次突然下降，管网中的气 体重新倒流至风机内，如此周而复始，在整个系统中产生周期性 的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象，并发出很大的声响， 压 之比与风机流 量之问的关系，是一 个驼峰曲线，驼峰点 处的流量为９ 。 ０ Ｑ ｍ ，ｍｉｎ Ｑ 图１离心风机工作特性曲线 机器产生剧烈振动，以致无法工作，即产生了喘振。 二、喘振产生原因 曲线２是管路特性曲线，正常工作点为Ａ。可以看出，在驼峰点 右侧，工作是稳定的。因为任何偶然因素造成的工作点波动（例 如流量增加），对于风机特性曲线１而言，压力会减小，而对于管 槽的配合间隙在０．０１３－０．０１８ｍｍ。若叶片在槽内运动有不灵现 发生喘振现象的根源是离心风机所具有的驼峰型特性， 三、转子 转子两端丽磨损，轻者用油石将毛刺和拉毛处修光或研磨， 象，可用研磨的方法修复，不必修磨叶片。转子叶片槽修磨时装 夹方法见图５。 严重的则利用专用芯棒放在外圆磨床上将端面磨光，转子磨去 多少，叶片同样磨去多少，以保证叶片略低于转子高度，同时保 证两端面平行度＜０．００８ｈｉｍ，表面粗糙度Ｒａ＝０．２１ｘｍ或更小值，端 面与内孔垂直度＜０．０１ｍｍ，叶片槽平行度＜０．０１ｒａｍ，叶片槽的槽 口只准去毛刺，不准倒圆。 转子两端轴颈磨损后可放在 砂轮 定位片 ‘ｊ Ｌ ’ 外圆磨床上修磨磨损处，单配配 油盘的孔径。转子叶片槽因叶片 在槽内频繁往复运动，一般磨损 开口销 量较大，但各槽的磨损量不一定 相同。叶片槽磨损后间隙增大，当 叶片伸出时，在Ｐ力作用下（图 ４），使叶片在叶片槽中倾斜，仅与 槽ｎ、ｂ两点接触，因此叶片槽的 。、６处磨损严重，同时叶片磨损也 图４叶片受力图 图５叶片槽修磨时装夹方法 为避免叶片沿定子曲线表面运动时的作用力突变，叶片槽 倾斜角一般为ｌ３。。装夹时必须使转子槽与砂轮端面平行，拧紧 加剧，这样叶片泵的内泄漏增加，容积效率降低，油泵的寿命缩 短。为了控制叶片与叶片槽的配合间隙基本相同，需将转子装夹 在专用夹具上，将叶片槽重新磨出，并单配叶片，以保证叶片与 螺母后将定位片插入转子叶片槽中定位，每磨完一槽，松开螺 母，转动叶片槽修磨相邻的另一槽。 ［编辑利文］ 图 设备管理与维修２０１４№２ 路特性曲线２而言，压力会增加，这两个相互矛盾的结果最终会 线如图４中曲线１ Ｐ 所示，鼓风机的性能 曲线由曲线３所示， 曲线３和曲线１的 交点ｓ是鼓风机的 使工作点返回到原来的位置，在驼峰点 的左侧，这种情况正 好相反，任何偶然因素造成的工作点波动将使沿风机特性曲线 １上的压力变化趋势与沿管路特性曲线２上的压力变化趋势具 有完全的一致性，其结果加剧了工作点的偏移，使之不能返回到 ， ’原来的工作点上，风机的工作出现不稳定情况。因此，驼峰点 右侧的区域为稳定工作区域，驼峰点 左侧的区域为不稳定工 作区域。负荷下降使处于驼峰右侧的工作点向驼峰点靠近，工作 点越靠近驼峰点 ，越会出现工作不稳定的可能性，驼峰型特性 是发生喘振现象的主要原因。 三、喘振因素分析 １．风机的特性因素 （１）转速。离心式鼓风机转速变化时，其性能曲线也将随之 改变。当转速提高时，鼓风机叶轮对气体所做的功将增大，在相 同的容积流量下，气体的压力也增大，性能曲线上移。反之，转速 降低则使性能曲线下移。随着转速的增加，喘振界限向大流量区 移动，见图２所示。 （２）风机性能曲 线的改变。通过调节 鼓风机进口节流阀 会改变鼓风机的性 能曲线。图３中曲线 １是节流阀全开时的 性能曲线，这时进口 压力等于大气压，曲 线２和曲线３是节 流阀开度逐渐关小 图２喘振界限 时鼓风机的性能曲 线，它们的进口压力 都小于大气压。从图 中可以看出当减小 风机进口节流阀开 度的时候，风机的性 能曲线会变陡，流量 的调节区域变窄，当 阀门开度小到一定 程度时，风机会在喘 振点附近运行，极易 图３进口节流调节曲线 产生喘振。这种情况 也是Ｅｔ常运行中工艺只关注气量的大小做出调整时极易出现的 情况。 ２．管性因素 （１）管性曲线的改变。离心式鼓风机的工作点是鼓风 机性能曲线与管性曲线的交点，只要其中一条曲线发生 变化（如将鼓风机出ＶＩ阀关小），工作点就会改变。管网阻力增 大，其特性曲线将变陡，这将使风机的工作点向小流量方向移 动，同时流量的调节区域变窄，风机的运行状态趋向于喘振区 域。如图４所示，通过调节出口阀门开度，改变管性曲线， 使鼓风机的工况点移动。污水处理厂曝气系统的管网性能曲 工作点，相应的工况 ＾０ 壬｛，ｕ ｕ） ｑ 参数是ｐｓ、 。如果 通过关小管道出口 阀门改变流量，这时０ Ｑ Ｑ Ｑ， Ｑ 管网的性能曲线由 图４出口节流调节曲线 曲线１移到曲线２ 的位置，此时工况点是Ｊｓ 点，在风机的性能曲线上更加趋向于 喘振区域。 （２）离心鼓风机并网运行。离心鼓风机的并网基本都是几台 相同风机或不同风机并联安装运行，此时会出现由于风机的安 装与启动造成的喘振。 （３）如果管道连接方式如图５所示时，鼓风机出口管与总管 连接角为９０。，气体因流速快而冲击管壁形成爆炸头，大大增加 了局部阻力。如果鼓风机在选配时没有考虑并网产生的阻力，就 会产生高压头鼓风机气体压迫低压头鼓风机气体，使低压头鼓 风机发生喘振。 图５管道连接方式 （４）并网风机的启动，在运行风机的同时启动备用风机时， 应先关闭备用风机的出口阀门，待风机启动后打开进口阀门使 风机的出口压力升至与系统压力一致时打开出口阀门。避免风 机启动时外管网阻力过大造成的风机喘振。 ３．曝气系统运行条件因素 （１）进气量减少。如进口管道、入口过滤器的堵塞会造成风 机进口流量的减小，流量的持续减少会引发风机的喘振； （２）背压过高。如曝气头堵塞、管道出口阀门开度减小、曝气 池污泥浓度过高等因素都会引起系统的排气量减小，背压过高， 造成风机的喘振； （３）转速突然下降。由于驱动电机或其它设备本身因素造成 风机的转速突然下降，从风机的特性曲线上可以看到风机的运 行状态将向喘振区靠近； （４）进气温度的影响。由于温度升高，空气的密度会相应下 降，因此会引起风机出口压力的的下降，造成出口压力会低于管 线系统的压力，引起喘振； 设备管理与维经２０１４№２ 固 废气袋滤器腐蚀原因和对策 沈兴男 （苏州宝化炭黑有限公司 江苏苏州） 摘要关键词废气袋滤器箱体腐蚀严重，每年都要大修箱体，导致维修费用增大，非计划停车率升高。每年每条生产线损失５０万元。探 低温腐蚀露点温度脱硫 Ｂ 讨造成这一问题的原因和解决方法。 中图分类号ＴＱ０５１．８５ 文献标识码一、工艺概述及存在问题 旋输送机进入成品罐，然后包装或用槽车送给用户。 在整个流程中，问题出现在废气袋滤器上。新的箱体仅使用 １年左右，箱体钢板就会腐蚀穿孔或裂缝，运行时大量气体泄 炭黑生产流程见图ｌ。炭黑生产用燃油、添加剂和经空气预 热器预热过的过程空气，一起进入反应炉的燃烧段燃烧，产生高 温燃烧气体，气体进入反应炉混合段（喉管）。此时，由原料油泵 将预热器预热后的高温原料油，经油喷嘴喷入混合段。在混合段 漏，停车时空气漏进箱体，造成炭黑在箱体内燃烧而把滤袋烧 掉。每年要大修箱体，导致维修费用增大，非计划停车率升高，每 年每条生产线损失５Ｏ万元。 二、原因分析 内，高温高速的燃烧气体与油喷嘴进入的原料油混合后进人反 应炉反应段生成炭黑。在反应段（可调整距离）喷人急冷水，使炭 黑的生成终止并冷却炭黑烟气，再进入空气预热器和油预热器 等换热设备进一步冷却炭黑烟气。冷却后的炭黑烟气进入主袋 滤器，使炭黑和尾气分离。分离出的尾气，经风机一部分送入干 燥机的尾气燃烧炉，作为干燥湿法造粒后的炭黑的热源，其余的 尾气送发电燃烧或放空。由主袋滤器分离下来的炭黑，通过风送 原料油和燃料油中的硫，在高温下反应生成Ｈ Ｓ、ＣＳ 、ＳＯ 和游离硫，其中部分硫与炭黑以化学结合方式残留在炭黑粒子 中，部分气态硫化物被炭黑表面吸附，其余留在尾气中。尾气在 尾气炉中燃烧，绝大部分硫化物燃烧生成ＳＯ：，反应过程如下。 ２Ｈ２Ｓ＋３０２＝２Ｓ０２＋２Ｈ２０ ＣＳ２＋３０２＝２Ｓ０２＋Ｃ０２ ￥２＋２０２＝２Ｓ０２ 系统经微米粉碎机送至炭黑分离收集设备。分离出来的尾气，由 回流风机送回主袋滤器。收集下来的炭黑进入粉状炭黑罐，再进 入湿法造粒机。完成造粒后，进入干燥机。潮湿的炭黑颗粒在于 燥机内受到来自干燥机尾气燃烧炉内排出的热烟气的加热干燥 后，进入斗式提升机。从干燥机中排出的烟气则进入排气袋滤 由于燃烧环境为过氧环境（尾气炉出口烟气的含氧量在 １５％），所以燃烧产物中的部分ＳＯ 与过剩氧进一步反应生成 ＳＯ 。１０００％左右的废气经过干燥滚筒与炭黑粒子进行热交换的过 器，过滤后的炯气排气，烟气中的炭黑粉尘则经过袋滤器收 集后回到风送系统内。造粒并干燥后的炭黑，由提升机再通过筛 分机分离出块状物，然后经过磁选机分离出铁磁物质。成品经螺 四、喘振预防措施 程中，从各密封间隙处漏入的空气一方面使更多的ＳＯ 进一步反 应生成ＳＯ ，废气中的ＳＯ，与水蒸汽形成硫酸蒸汽，而硫酸蒸汽的 露点（也叫酸露点或烟气露点）则较高，烟气中只要有少量的ＳＯ ， （６）避免鼓风机的“争风”状态。由于鼓风机采用并联形式， 以此在两机正常运行，一机欲停或是备机欲开状态下，很容易造 成开、停风机因”争风”而处于小流量状态。这时高压头鼓风机气 （１）安装放空阀。一旦风量降低至最小流量时，自动或手动 打开放气阀，此时进口的流量将增加，工作点可由喘振区移至稳 定工作区，从而消除进气流量过小引起喘振的可能性。 （２）采用变频器启动。通过调低鼓风机二级电机的运行频 率，可以消除喘振，在鼓风机启动时比较有效。 体压迫低压头鼓风机气体，致使喘振发生。此时应将采取正常的 操作程序，将欲停机迅速关闭或急速启动备用机达正常工况，即 可消除喘振。 （３）降低曝气系统的背压。通过降低生物池的污泥浓度、保 持曝气头的畅通、出口阀门的适当开度来降低系统的背压，以此 （７）杜绝不当操作。操作不当（如出ＶＩ阀门未能迅速打开）， 可致使机组在小流量状态下运转，发生喘振现象。此时应迅速开 降低鼓风机的运行负荷，使鼓风机的运行尽量远离喘振区域。 （４）保证进气管路的通畅。定期检查进口风道及进口过滤 网，若发现堵塞则立即更换，避免由于进气量过小引起的喘振。 （５）杜绝以工艺为主的状态。实际运行中存在当工艺需求气 启出１：３阀，加大流量，使机组脱离喘振区域。 （８）加强风机的维护保养。定期检查鼓风机的油温、油压， 电机的温升，鼓风机的振动、电流、电压等，使鼓风机运行在最佳 工况，避免喘振的发生。 ［编辑利文］ 量减小时，只是简单的调整进出口阀来实现风量的减小，这时极 易因进气量的急剧减少而引起喘振 囤 设备管理与维修２０１４№２
