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硫酸装置主风机喘振的原因分析
前言
硫酸装置主风机运行中的一个特殊现象就是喘振。防止喘振是风机运行极其重要的问题。主风机喘振能造成极大的危害,喘振时气流产生强烈的往复脉冲,来回冲击风机转子及其它部件;气流强烈的无规律的震荡引起机组强烈振动,从而造成各种严重后果:会造成转子大轴弯曲;密封损坏,造成严重的漏气,漏油;喘振使轴向推力增大,烧坏止推轴瓦;破坏对中与安装质量,使振动加剧;强烈的振动可造成仪表失灵;严重持久的喘振可使转子与静止部分相撞,主轴和隔板断裂,甚至整个主风机报废。所以喘振在运行中是必须时刻提防的问题。
硫酸装置在运行时,喘振的迹象一般是先流量大幅度下降,风出口压力波动,风机发生强烈振动并伴有间断低沉的吼声。焚硫炉温度快速上升,锅炉产汽下降。
1、喘振产生的条件
根据喘振原理可知,喘振在下述条件下发生:
1.1 当流量过小,流量降到该转速下的喘振流量时发生,由风机特性决定,在转速一定的条件下,一定的流量对应于一定的出口压力或升压比,并在一定的转速下存在一个极限流量——喘振流量。当流量低于这个喘振流量风机便不能稳定运行,发生喘振。上述流量,出口压力,转速和喘振流量的综合关系构成风机的特性线,也叫性能曲线。相反在一定转速下使流量大于喘振流量就不会发生喘振。
2、运行中造成喘振的原因
2.1 系统阻力超高
造成这种情况主要是硫酸装置在持续的运行过程中,由于转化器、吸收塔等烟气流路设备造成系统阻力持续上升,导致系统阻力超过风机运行升压,使风机流量无法流动从而发生风机喘振和升华硫。
2.2 操作失误
硫酸装置主要烟气管路上安装有多台烟气蝶阀用于控制烟气,在运行期间这些蝶阀的开度要>75%以免造成系统阻力升高,由于这些蝶阀是DCS远程控制的电动阀,如果在DCS误操作把开度关闭至75%以下极易发生风机喘振和升华硫。
2.3 吸入流量不足
由于外界原因使吸入量减少到喘振流量以下,使风机进入喘振区引起喘振这种情况的原因有:风机入口滤器阻塞,阻力太大,而压缩机转速未能调节,造成喘振;滤芯太脏,或冬天结冰等可能发生这种情况;入口气源减少或切断。这些情况如不及时发现及时调节,风机都可能发生喘振。
2.4 操作不当
升速升压过快,降速之前未能先降压。升速、升压要缓慢均匀,降速之前应先采取卸压措施:如放空,回流等,以免转速降低后,气流倒灌。正常运行时,防喘振未投自动,当外界因素变化时(如蒸汽压力下降或气量波动);汽轮机转速下降而防喘来不及手动调节;或来气中断等;由于未投用自动防喘振装置可能造成喘振。
3、防止与消除喘振的方法
3.1 防止与消除喘振的措施
在风机的入口可采取回流循环。可使流经风机的气体流量增加,消除喘振;但压力随之降低,浪费功率,经济性下降。如果系统需要维持等压的话,放空或回流之后应提升转速,使排出压力达到原有水平。在升压前和降速、停机之前,应当将放空阀或回流阀预先打开,以降低背压,增加流量,防止喘振。
3.2 升压和变速时,强调“升压必先升速,降速必先降压”的原则
风机升压应当在汽轮机调速器投入工作后进行;升压之前查好性能曲线,确定应该到达的转速,升到该转速后再提升压力;风机降速应当在防喘阀门安排妥当后再开始;升速,升压不能过猛过快;降速降压也应当缓慢,均匀。
3.3控制原料灰分
需要控制原料或者硫磺中灰份的含量,避免灰份进入系统,增加系统阻力,导致风机升压低压系统阻力。硫磺制酸装置应避免磺枪雾化不好或弯曲,燃烧不充分导致硫磺与铁腐蚀产生硫化铁被吹到催化层增加系统阻力,导致风机喘振。