火电厂吸收塔搅拌器缺陷原因分析及处理

元宝山发电有限责任公司 杨斌超

元宝山发电有限责任公司2号机组脱硫系统于2015年由永清环保有限公司总承包改造完成。吸收塔搅拌器为整套进口的美国夏普50SV30M-5.45及60SV30M-5.45型号的侧进式搅拌器，共4台，均布在吸收塔1.5米处塔壁上。

吸收塔搅拌器作用为防止固体颗粒物在浆液池中沉淀，确保混合均匀的浆液能够顺利输送到下一工艺，同时加强氧化空气的扩散，促进亚硫酸钙氧化、石膏晶体的成长及石灰石的溶解。若吸收塔搅拌器的设计、运行与检修方式不当会使亚硫酸钙氧化不充分，石灰石利用率低，从而降低脱硫效率。另一方面，吸收塔搅拌器停运或者搅拌不均，会导致吸收塔底部大量固体颗粒物沉淀，高浓度浆液由浆液泵吸入会造成浆液泵磨损、损坏或者管路堵塞。因此吸收塔搅拌器在脱硫系统中起着至关重要的作用，直接关系到脱硫系统安全稳定运行[1]。

1 常见吸收塔搅拌器问题

在脱硫系统运行中，吸收塔搅拌器由于长期在带有腐蚀性的石膏浆液环境中运行，常见问题如下：

叶轮磨损、断裂。吸收塔搅拌器叶轮材质为1.4529双相不锈钢，吸收塔浆液池在运行中会含有大量的固体颗粒物及具有腐蚀特性的酸性离子、氯离子、氟离子。因此对搅拌器叶轮产生磨损及应力腐蚀，造成吸收塔搅拌器叶轮顶部产生腐蚀、穿孔、崩裂、断裂等现象。

机械密封漏泄。机械密封是吸收塔搅拌器上十分重要的一个部件，机械密封漏泄严重地影响搅拌器的稳定运行，并且对吸收塔周围环境造成严重污染,日常维护不当、搅拌器振动等原因都会导致机械密封漏泄。

搅拌器的震动。搅拌器的震动有四方面原因：一是轴承间隙大，造成搅拌器轴向、径向震动；二是电机皮带轮与搅拌器皮带轮不同步、皮带轮损坏、三角带松紧度不符合标准、三角带损坏等因素，导致搅拌器震动或异音的产生；三是叶轮磨损或断裂，导致叶轮动平衡失衡，产生震动；四是搅拌器轴发生弯曲，导致震动的产生。

2 吸收塔搅拌器常见问题分析及解决方法

针对上述问题，根据运行及检修的经验，从四个方面对搅拌器的问题进行分析和探讨，做出如下总结：

2.1 叶轮腐蚀、磨损、断裂

常见的叶轮缺陷有叶片中部横向断裂、叶片顶部纵向崩裂及叶轮顶部磨损穿孔。叶片的材质及吸收塔内部运行环境直接影响叶片的使用寿命，针对损坏叶轮修复方案举一个典型案例说明。

吸收塔2号搅拌器在2018年等级检修时，进入吸收塔内部发现该叶轮叶片产生两处裂纹及叶轮顶部磨损的现象。针对此现象进行分析，2号搅拌器在运行期间由于机封频繁漏泄，导致启停次数增加，一方面该搅拌器长期运行磨损导致叶片边缘应力腐蚀，另一方面是该搅拌器所处位置距离其他搅拌器较远，在启停时冲洗水冲洗时间不够，搅拌器启动时该部位塔内沉淀物较多，搅拌器启动时叶片承受应力较大，因此导致2号搅拌器3片叶片产生不同程度的磨损及两处裂纹[2]。

针对如上问题第一时间对拆卸叶轮进行修复，修复方法为：对叶轮裂纹进行V型坡口打磨；采用用进口双相不锈钢焊丝（牌号1.4529）进行补焊；通过分析，根据脱硫系统进口浆液循环泵碳化硅材质叶轮的原理，采用高分子复合碳化硅对叶轮进行修复，首先采用堆焊的方式对叶轮穿孔及腐蚀部位进行修复，其次在叶片上方涂抹一层3mm厚度的高分子复合碳化硅材质当做叶轮防磨涂层，同时对叶轮动平衡进行调整。一方面堆焊修复后的叶轮具有近似于原来的强度，另一方面高分子碳化硅涂层的采用对叶轮起到保护作用，确保叶轮抗腐蚀能力的同时保证叶轮长时间的受力平衡。

经过上述处理，在2号机组脱硫系统运行6个月后进入吸收塔内查看，搅拌器叶轮未产生断裂及腐蚀现象，只出现个别部位碳化硅涂层轻微磨损现象，只需对磨损部位进行简单修补即可，因此，利用机组停运时机对其他几台搅拌器叶轮进行了同样的处理。

2.2 搅拌器机械密封漏泄

搅拌器机械密封漏泄原因有三种：

搅拌器机械密原厂设计为普通集装式机械密封，机械密封内部未设置轴承，从而导致搅拌轴不能有效支撑，为节省材料开支，我们已对机械密封进行国产化改进，采用内置轴承的集装式机械密封，该机封采用干油（#3锂基脂）冷却形式，无需接引冷却水。设备运行时，如果加油不及时会对机械密封冷却效果及轴承润滑产生严重的影响，长期高温运行会加速动静环的变形或者磨损，同时会造成机械密封内置轴承损坏，导致机械密封漏泄；搅拌器叶轮腐蚀、磨损或断裂后动平衡失衡，长时间运行会导致搅拌轴弯曲，产生的振动会导致机械密封动静环受力不均，造成机械密封漏泄；机械密封动静环使用寿命到期，磨损严重导致机械密封漏泄。

针对机械密封漏泄原因，通过相关资料的整理及与专业厂家的沟通，归纳总结如下：制定详细的补油、换油计划，每三个月定期对搅拌器机械密封的冷却腔体及轴承腔体进行油脂补充，确保机械密封的冷却效果及内置轴承的完好，延长动静环的使用寿命；排除吸收塔搅拌器的振动原因，确保叶轮腐蚀磨损及搅拌轴弯曲度在可控范围内，从根本上消除搅拌器的振动问题；利用停机机会详细检查叶轮的腐蚀磨损程度及搅拌轴的弯曲度，对需要更换的部件及时更换。

在加强日常维护的同时，我们确保了吸收塔搅拌器的平稳运行，延长了机械密封的使用寿命，未出现吸收塔搅拌器机械密封漏泄现象。

2.3 吸收塔搅拌器振动

吸收塔搅拌器振动在脱硫系统运行中是一个常见问题，归结原因如下：

搅拌器叶轮的损坏。叶轮的磨损及断裂直接导致搅拌器动平衡失衡，长时间运行会导致搅拌轴弯曲，从而造成震动；搅拌器电机的皮带轮和搅拌器的皮带轮不同步，导致三角带产生轴向晃动，传递至搅拌器导致震动；V型三角带返松或损坏，导致皮带长度不一样，产生震动传递至搅拌器；搅拌器电机损坏或异常产生振动，通过三角带或机架支撑杆传递至搅拌器；搅拌器轴弯曲导致搅拌器震动；搅拌器支撑轴承间隙大或轴承损坏导致搅拌器震动；搅拌器轴承固定螺栓、机械密封固定螺栓或电机支撑杆螺栓松动；搅拌器机架出现断裂。

针对以上原因，结合实际总结如下：

利用停机时间对搅拌器叶轮进行修复及动平衡检查，确保搅拌器叶轮完好，对损坏严重的叶轮要及时更换；定期检查电机和搅拌器皮带轮，确保皮带轮同步、皮带轮无损伤；定期检查三角带，确保三角带松紧度合适，如果磨损或断裂需及时进行更换；定期检查驱动电机，排除电机损坏或异常的可能性，确保电机正常运行；利用停机时间对搅拌器轴的晃度进行检查，确保搅拌器轴没有弯曲的缺陷，对弯曲大的搅拌轴需进行校正，弯曲严重的要及时更换；定期对搅拌器支撑轴承进行油脂补充，检查轴承间隙是否变大或轴承损坏；定期对搅拌器轴承固定螺栓、机械密封固定螺栓或电机支撑杆螺栓进行检查，确保各个螺栓紧固到位；定期对搅拌器的机架的焊口进行检查。

综上，通过对吸收塔搅拌器三方面的分析和解决可以看出，吸收塔搅拌器的各个零部件都是相辅相成的。在日常的检修和维护当中，要对搅拌器各个零部件的缺陷进行详细的分析和检查，通过各个部位的联系查找出问题的根源，总结出一套高效可行的解决方案，从而为今后的检修和维护任务打下坚实的基础，为设备的稳定运行提供可靠的支撑。