原标题：案例分析：污水曝气罗茨风机电机超载问题和解决办法
前段时间锦工风机接待了一位关于风机维修的客户，该客户是污水处理厂，他们之前采购的曝气风机的型号是125口径、1050转、40kpa、22kw的风机，该风机在使用过程中会出现超载的情况，根据我们锦工风机与该公司技术的沟通，基本得到了以下总结：
1、电动机过载原因
1）进口过滤器堵塞或其他原因造成阻力增高，形成负压（在出口压力不变情况下，升压增高）。
2）出口系统压力增加。
3）静、动件发生摩擦。
4）齿轮损坏。
5）轴承损坏。
2、逐项分析和检查
1）检修人员对进口过滤器进行检查,不存在污堵，不会造成温升现象，确认为非主要原因。
2）罗茨风机出口压力为55kPa，大于风机设计的额定压力40kPa，确定为主要原因。
3）检修人员对罗茨风机静、动件进行检查，间隙符合要求，确认为非主要原因。
4）检修人员对罗茨风机主、从动齿轮进行检查，经检查锥度配合接触面75%以上、耦合间隙符合要求，确认为非主要原因。
5）检修人员对罗茨风机和电动机轴承都进行外观检查未发现异常，并使用振动检测仪进行振动检测，均未发现振动特性曲线异常现象，确认为非主要原因。
检修人员对曝气风机出口压力高的原因进行一步分析、检查，好氧生化池、厌氧生化池、调节池及污泥池均为地下设施缺少排气管口，导致排气不畅和风机功率选型过大是造成曝气风机过载的主要原因。
另外，检修人员在检查的过程中，还发现地下曝气风机室温度高达42℃，电动机端盖温度达83℃，环境温度和电动机端盖温度均不符合要求。
3、故障处置及效果
1）由于好氧生化池、厌氧生化池、调节池和污泥池为地下设施，上方完全封闭只留有检修人孔，盖有人孔盖，因此只能在人孔盖上开口并加装钢网，使气体顺畅排出。
2）在曝气风机出口管道上安装一个排气口并加装消声器，排出多余的气体，降低出口压力。
3）在风机室安装轴流风机为设备供应室外低温空气，降低环境温度和设备的温升。
经改造后一个月内，没有再发生曝气风机电动机过载的情况，曝气风机出口压力≤40kPa，地下风机室环境温度≤35℃，电动机端盖温度≤75℃，均符合要求。
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一、概述:B-101C罗茨风机属于大庆石化公司化工三厂SAN装置。2005年装置改扩建为满足装置提量后满负荷生产而增设的一台关键设备。该设备主要作用是将二级脱挥器中可凝气体(SM、AN、EB废单)抽出进入真空系统冷却循环,以确保产品质量。该设备自2005年7月安装完毕2005年9月开始调试,多次都因壳体温度过高,机组负荷大,电流超高而自动跳车,一度试运行工作搁浅。该问题成为SAN装置能否达到设计产量,并长周期平稳运行的关键,2006年开始,车间技术人员经过长期摸索,对上述故障的原因分析认为其主要原因是该机部分结构设计上不合理,机组结构不适合现场工况,实际工况和设计工况偏离较大,根据存在的问题,对设备部分结构进行改进、并在操作上采取相应措施。于2008年投入使用,至今达到了安全、平稳、满负荷连续运转,确保了装置的满负荷生产。二、基本参数和设备结构:1、基本参数(设计):型号JIJZQ600-2形式:卧式两级串联流量:2520m3/H吸入温度:-7出口温度:70进口压力:7torra排气压力:-0.08MPa电机功率:7.5Kw2、原现场实际工况:吸入温度:34排出温度:1503、改造后现场实际工况:吸入温度:19排出温度:904、设备主要结构(如图1所示):图11机壳2隔板3后端盖4轴承5背帽6从动齿轮7甩油盘8主动齿轮9视镜10密封压盖11密封体12主动轴13前端盖14密封端盖15骨架密封16前甩油盘17加油管三、故障原因分析:1、工艺状况分析:该风机设计参数(条件)入口温度-7,排气温度70,而实际工况吸入温度34,排出口温度为150,严重偏离了设计工艺指标。吸入温度高说明DV-102真空系统气相量大,(气体量随温度的增高而增大,密度减小)这样就势必造成B-101风机负荷增大;再者DV-102气相经过E-106E-108进入B-101C后,经过高速旋转叶轮的作用,部分气相获得能量由气相变为液相,且浮在转子表面。由于这种物质是粘稠状,比重远大于气相,这样就势必对转子产生一种阻力,使得转子负荷增大。2、设备结构分析:B-101A/B(原机型美国产)输出轴密封采用的是机械密封,密封性能比较好,而新增设备B-101C(湖南锦工)输出轴密封采用的是单唇型骨架密封,且装配方式上不合理,如图2示:图2这样的装配方法阻止空气进入设备的能力不好,在一定的真空条件下,P大与P真压差过大,在压差的作用下,使部分空气进入壳体,给转子抽真空带来一定的负荷增量。3、B-101C跳车的原因分析:通过上述原因的分析,从而可以看出B-101C超负荷跳车的原因是:吸入温度高,物料相变,设备部分结构设计不合理,使大气进入壳体,以上三种原因造成负荷增量的叠加所至。四、改进措施:1、增大冷冻效果,降低吸入温度根据有关技术论证,新增一台DV-102顶部冷凝器E-106B与原E-106A并联,主要目的冷却DV-102气相。冷凝后的液相回收,降低进入B-101C的气相量,降低气相吸入温度。(由原来的34降至19)2、机组部分结构改进:1)密封系统改进:根据该处密封结构的实际情况,进行测绘分析认为在密封结构上由原来的单唇骨架密封改为波纹管双端面机械密封。其结构见装配图3所示图3这种装配方法,既能阻止大气进入机壳,又能防止密封油的外泄。2)机体结构的改进:新增DV-102顶部冷凝器,原B-101C风机入口温度由原来的34降至19,但还达不到B-101C原设计入口温度-7工况要求,还存在部分气相进入机体获得能量后变为液相。浮于机体表面和壳体内,为解决这个问题经分析研究在运转过程中如何将液相排出,是
罗茨风机的用途比较广泛，污水排放、水养殖增氧、粮食输送或是一些化工厂等等都能用到。该设备是一种高速运转的设备，所以在操作时应按照规定正确操作，保证设备的性能完好。罗茨风机安装好之后需要先进行调试，检查各部位的零件是否有移位或松动现象。下面小编给大家分享如何正确操作罗茨风机，以及调试罗茨风机时要注意什么。
一、罗茨风机如何正确操作
1、想要在后期运行更加高效安全，那么切记要到专业正规的厂家处购买这类设备。现在市面上涌现了一些小作坊，推出的三无设备尽管在价格上面比较低廉，但是性能以及品质都无法保障。
2、每个型号的回转式风机，都有可能在安装方法、设备结构以及基本参数上面存在差异。所以大家必须在操作之前熟读说明书，确保工作人员掌握了设备的有效使用方法。才能进行正确的运行。
3、开机顺序和关机顺序必须按照规定的要求来进行操作，不能随意调换步骤。在说明书上会有着具体的指示，从而帮助大家更好的进行操作和使用。
4、在冬季的时候，很多工作人员因为天气的寒冷，就靠近风机的运行环境进行取暖。这样的行为是非常错误的。工作人员不能长时间停留在这类设备的四周，很容易造成皮肤出现烫伤现象。
5、定期清洁回转式风机，并且采取相应的维护保养检修措施，及时的发现这类设备所存在的故障问题或是异常现象。并且采取有效的措施解决，这样能保证设备的运行处于一个高效的状态。
二、罗茨风机调试注意事项
1、检查各部位的紧固情况及定位销是否有松动现象。
2、鼓风机机体内部有无漏油现象。机体内部不能有结垢、生锈和剥落现象存在。
4、注意润滑和散热情况是否正常，注意润滑油的质量。经常倾听鼓风机运行有无杂声，注意机组是否在不符合规定的工况下运行，并注意定期加黄油。
5、鼓风机的过载，有时不是立即显示出来的，所以要注意进、排气压力。轴承温度和电动机电流的增加趋势，来判断机器是否运行正常。
6、拆卸机器前，应对机器各配合尺寸进行测量，做好记录。并在零部件上做好标记，以保证装配后维持原来配合要求。
7、新机器或大修后的鼓风机，油箱应加以清洗。并按使用步骤投入运行，建议运行8小时后更换全部润滑油。
8、维护检修应按具体使用情况拟订合理的维修制度，按期进行。并作好记录，建议每年大修一次，并更换轴承和有关易损件。
9、鼓风机大修建议由专业维修人员进行检修 。
罗茨鼓风机运行时的操作方法,应注意事项等都与它的工作原理、性能有关,甚至发生的一些故障及其处理方法也是如此。下面讨论的是仅以硫酸转化鼓风机为例单机运行的情况。
1、风量的调节
用关小进口或出口阀调节风量的作用是微小的,因为只是改变了进出口间的压差,从而增加了从间隙漏回入口的气量,除非压差大幅度的增加,多漏回的量是很微小的。这样对调节风量并无多大价值,但却能显著增加风机的功率消耗,特别是关小风机出口阀对风机有一定的危险性。关小入口阀来调节风量亦如关小出口阀,入口负压一大,会改变风机入口气体的状态,使换算成标准状况的风量更少。因此关小入口阀的调节作用比关小出口阀大。可是从计算看,功率消耗的增加却更严重,也不可取。
采用副线调节风量使部份气体从出口经副线回到入口,风机的输风量并未减少,但整个系统的风量却减下来了,整个系统的阻力也会下降,风机的消耗功率随着降低,因此用副线调节风量是合理的。可是必须采取措施防止风机进出口阀门自动震闭,或副线阀震开、震闭,否则就会发生危险(出压、电流逼高)或不需要地增减负荷。因为这种风机的震动较大。
罗茨风机对气体进行绝热压缩,气体通过风机后温度必将升高,一部份气体回入进口将使其进口温度升高,从而又影响出口温度。因此应尽量使风机满负荷或接近满负荷情况下运行,避免长时间低负荷运行。
2、副线的安全作用
在硫酸生产的系统阻力条件下,如无副线,不论进出口阀是开着还是关着,风机启动都有困难或危险。而且,如果没有副线还可能发生一些意想不到的事故。例如因供电系统跳闸造成风机停车,而风机电机的开关因失灵并未跳开,在供电系统恢复送电时风机将自行启动,此时如风机副线阀未打开,姑且不谈对系统的影响,风机本身启动电流过大也将造成一系列不好的后果,甚至会烧毁电机。下面将介绍的多台风机并联运行时更是如此。因此我们不但要把风机副线看作启动和调节的手段,还应看到它对风机的保护作用。不论什么原因造成风机停车,总要养成首先打开副线阀的习惯(这在处理紧急事故时往往会被忽略),以免造成不必要的麻烦。即使是有计划停车,第一步也是先开副线阀,然后才能关出进口阀。
有的厂有几个生产系统,风机出口有联通管,如误开联通阀,常会使运行系统的气体送入停止运行而进出口阀未关死的鼓风机,使其倒转。此时最易发生因油泵停止供油或与风机同轴的油泵倒转而无油供应,造成轴承、齿轮受损。倘若副线开足,这一现象就可大为减轻,甚至在误开的联通阀开得不大时,可能得以避免。
3、气体出口受阻时的情况
因风机的供风量受出口压力增高的影响不大,如风机出口到吸收塔烟囱放空前任一处堵死或受阻,以致切断了风机出口风通路时,对风机本身和系统都是危险的。这时风机可能打坏,如果保护系统不良,电机也能烧毁,薄弱的设备将受损坏。比如转化器因直径大,顶盖与器壳的接缝容易被顶裂,塔底作循环酸储槽,出口又有小混酸罐时,酸也会从小混酸罐顶喷出:如果受阻部位在这些设备后面的话。因此在风机出口到烟自出口间主管路上一切可能有的阀门的关闭都必须慎重。譬如通电炉进出口叉路间主管路上的阀门,有尾气回收设备时吸收塔烟自上的蝶阀等。必须先打开准备去的通路,才能关闭主管路的阀门,而且关时须有人注意风机出压的变化及采取防止阀门自动震闭的措施。
4、风机入口前气体受胆时的情况
从炉子到鼓风机入口间的主管路、设备发生阻塞,导致风机入口负压上升时的后果更为危险。因风机入口前设备处于受外压状态,不少又是强度较差的塑料、铅材制的,容易失去稳定而变形。还有一种现象,当风机进口前的某一设备排液不畅,内部液位上升,部份淹没下部气道,使气体通过受阻(例如常说的干燥塔吊酸现象),达到一定程度,就能使器底液体发生震荡,而在器底来回晃动。此时我们可以看到全系统(主要是风机进口前)的压力发生剧烈跳动,风机电机的电流波动,噪声异常,震动加剧,情况是很吓人。这时必须及时打开风机副线阀,减少压力波动幅度,以免损坏设备,特别是受外压的设备。然后迅速找出排液不畅的设备,予以解决。因为风机进口前有排液的设备本不多,原因容易查明。从压力上分析也很容易,受阻设备后的负压是向上波动的,而前面的则向下波动,界限十分分明。
5、倒车问题
倒开备用风机,欲使操作时系统风量(负荷)不发生显著变化,罗茨鼓风机要比离心鼓风机难。
由于两台罗茨鼓风机共有六只阀,比两台离心式多两只。备用风机启动时一般副线阀是开着的,进出口阀是关闭的。启动后只能先打开备用风机的入口阀,如先开出口阀运转,风机打出的风将通过备用风机副线回到入口总管而使整个系统风量急剧下降。此外备用风机负荷加得太快又会使系统负荷急剧上升。因此在备用风机启动、开足入口阀后,打开其出口阀、关小其副线阀,开大欲停风机的副线阀、关小其出口阀。四个动作最好同时进行,才能做到倒车时风量稳定。直到备用风机完全取代欲停风机,此时欲停风机副线阀开足、出口阀关死,即可停机关死入口阀,或先关入口后停机。当然操作熟练后手续是可以简化的。
6。利用罗茨鼓风机测定系统阻力
一个新系统建成点火升温前,欲知道系统阻力,以便掌握系统升温用风压并制订开车后的操作指标。我们可以抽空气将风机负荷加足,测定其进出口温度、压力和各设备压力,因为风机开足时风量是知道的,即可换算成标准状态风量,那末相当于多少日产量的系统阻力应是多少都能换算出来。再利用计算阻力的公式,利用气速(也就是气体体积)、气体重度与温度的笋系,也可以换算到操作温度下的阻力情况。阻力值的变化大致与绝对温度的变化成正比例,即
要测算每一个设备的阻力也是如此。
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