石灰厂除尘系统常见故障分析.pdf

25问题研究第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）石灰厂除尘系统常见故障分析马李辉，黄千敏（福建省三钢（集团）有限责任公司，福建三明36 50 0 0）【摘要】分析了石灰厂除尘系统电机因实施隔音治理形成的高温老化和尖峰电压作用下导致绝缘损坏，从而引发电机烧毁以及变频器损坏的一系列连锁效应；总结了罗茨风机堵转导致变频器异常原因及处理措施。【关键词】除尘系统；尖峰电压；变频器；罗茨风机；堵转Analysis on Common Faults in Lime Plant Precipitating SystemsMa Lihui,Huang Qianmin(Sanming Iron and Steel(Group）C o.,Lt d.i n Fu j i a n,Sa n mi n g Fu j i a n 36 50 0 0)Abstract This paper analyzes a series of interlocking effects of the motor of the lime plant precipitating system caused byhigh temperature aging and peak voltage caused by the implementation of sound insulation treatment,which leads to the motorburning and inverter damage.The causes and treatment measures of inverter abnormalities caused by Roots draught fan stall aresummarized.Key Words precipitating system;peak voltage;converter;roots draught fan;stall1引言随着国家对冶金行业环保要求的提高，三钢矿山公司熔剂车间烟气在线监测数据已接人省在线监测平台，生产作业过程中粉尘颗粒物的排放需达到国家标准，在此情况下，除尘系统成为石灰生产作业的一道命脉，除尘系统一旦瘫痪，整个车间将立即停止生产，严重影响企业效益。车间采用负压反吹布袋式除尘系统，利用风机对窑炉形成负压防止烟尘肆意排放，变频调速系统控制风机频率，确保在生产作业过程中，粉尘颗粒物达到排放标准。对故障进行“快、准”处理，是提高生产作业效率、守住环保红线的最有效技术措施。针对几例除尘系统常见故障进行分析总结，加强对设备的维护管理，保证车间生产稳定运行。2电机烧毁和IGBT损坏问题2.1故障现象某次除尘系统因电机烧毁导致英威腾变频器报“out2”代码故障：通过观察现场，发现变频电机烧毁严重，两根端子引出线烧毁断裂；更换电机后发现变频器报“out2”代码故障，对变频器进行重启复位操作后仍报故障，通过查阅产品说明书，该代码表示逆变单元V相保护，引起保护的主要原因：电机加速太快、该相IGBT内部损坏、干扰引起误动作和接地不良等。通过对故障原因的逐一排查，延长电机加速时间、对接地线进行全面检查以及停变频器周围设备排除干扰后变频器仍报“out2”故障。经咨询厂家，考虑报该代码故障的原因是由V相的IGBT损坏引起的。由于电机发生短路故障，短路瞬间产生较大冲击电流，导致变频器过流保护未及时起作用造成IGBT开关器件的损坏，在短路的瞬间还会产生较大的电磁力，严重会造成线圈移位甚至撕坏绕组导线。2.2故障原因分析及解决措施2.2.1恶劣的高温环境（1）存在问题：整个车间已全面完成隔音治理项目，对露天的岗位除尘电机加隔音棉进行密封处理。其房间空间狭小，仅靠一台小风扇进行换流，且室外温度高达40，运行环境恶劣，加上电机多年运行电机温升、受潮等原因，致使电机绕组绝缘强度已经有了明显的缺陷。经了解，该电机故障前就存在外壳出现感应电现象，后对电机加装地线后消除（2）解决措施：针对除尘电机所处的高温密闭环境，可外加一台轴流风机，对变频电机进行外部强制风冷却，降低电机温度。另外还需对电机外侧部件是否存在老化现象以及对接线端子进26问题研究第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）行定期检查加固，防止因电机振动导致螺母松动，造成接触不良烧坏电机；定期监听有无异常杂音、温升情况，并定期更换润滑油。2.2.2电机烧毁导致IGBT瞬时损坏（1）存在问题：由于长期处于恶劣的高温环境下，电机绕组绝缘已存在一定缺陷。在变频供电下，电机绕组匝间电压变化率（dv/dt）增加，绕组电压分布变得很不均匀，且变频器输出脉宽调制的PWM波形（见图1）经电缆传输到电机端时产生一个尖峰电压，其值可接近2 倍额定电压，会对定子线圈造成电压冲击，容易降低定子线圈绝缘水平2。随着老化程度的加深并在变频供电下，所有缺陷一下子爆发出来，电机严重烧毁并导致变频器IGBT损坏。Ue(0:t)图1PWM波形变频器过载能力默认设置为150%、6 0 s，由于逆变器的过载能力较差，过流保护是变频器至关重要的一环。多数情况下，变频器都能对故障准确作出保护动作，停止输出，并显示故障代码，确保电机不被烧毁。但突然短路的冲击电流远超变频器设定值，变频器不能及时做出反应，导致逆变单元损坏。除尘电机运行时一般频率设置在45Hz左右，此时电机输人电压电流分别在310 V、171A左右。由于电机瞬间短路，输出电流会瞬时增大，此时电流瞬间达到额定电流的十余倍，远超变频器的过载能力范围，在变频器还未能检测出过流的情况下，IGBT就被强大的电流瞬时击穿，导致变频器报“out2”故障代码，重启复位也无效。（2）解决措施：为防止类似电机烧毁导致变频器损坏事故的发生，可在变频器的输出端安装电抗器或者在电机端子接口位置安装尖峰电压吸收器，降低尖峰电压保护电机；还需定期对电机进行检查、着重检查变频器环境温度、散热板是否过热等，最后正确设置变频器参数也是至关重要的3罗茨风机堵转导致变频器异常问题3.1故障现象车间启动某台罗茨风机时，对应变频器频率一直保持在10 Hz左右，频率长时间无法上升，且变频器电流一直保持较大电流。技术人员针对该现象首先从电气方面人手，查明电气线路、变频器设备方面无任何问题，其次从机械故障方面人手。3.2故障原因分析及解决措施（1）存在问题：该台罗茨风机转子与壳体之间存在摩擦，长时间未处理导致转子卡壳、盘不动堵转，并伴随着严重的震动和噪音，导致启动风机时变频器电流过大且频率长时间无法上升。根据罗茨风机结构，其内有2 个腰形渐开线转子，两转子运转中始终保持微小间隙，其结构如图2 所示。机壳转子图2 罗荧风机结构图根据石灰厂生产工艺介质环境，通过拆解罗茨风机，查明造成风机转子卡死故障的原因主要是介质中的粉尘和水蒸气经风机时，粉尘吸附在壳体与转子表面，使壳体与转子之间的间隙减少，吸附的粉尘长时间受挤压后硬化，导致转子摩擦甚至卡死，特别是停机后再次启动，容易出现抱死盘不动的情况。除粉尘杂质外，轴承附着大量油泥碳化物也是导致风机堵转的原因之一。造成大量碳化物的原因主要是润滑油更换周期过长，油质变差，不能起到良好的润滑效果。（2）解决措施：经过多次检修及总结，针对罗茨风机转子堵转盘不动现象，可从以下几个方面着手进行维护。尽量少停罗茨风机，停机后应周期性盘动风机转子，全面了解风机的运行情况，这样可以提前发现故障，避免突发情况影响生产。下转第2 9页29上接第2 6 页问题研究第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）空气中的氧以及空气中存在的杂质特别是二氧化硫气体和氯化物盐类等腐蚀，造成气道堵塞，冷却效果差，排气温度升高。所以，要及时对冷却器的气道进行吹扫和清洗，并作防腐材料的处理；经过与厂家协调，将原来纯铝材质的翅片更换为不锈钢的耐腐蚀的材料。4.5冷却器腔体清理及防腐处理高达10 0 左右的高温气体进人冷却器气道时，空气中的氧以及空气中存在的杂质特别是二氧化硫气体和氯化物盐类等会对冷却器腔体造成腐蚀，腔体内壁腐蚀脱落的杂质堵塞泄放阀，造成冷凝水聚集、浸泡，进一步加剧了腔体内壁和冷却器翅片的腐蚀，造成气道堵塞，排气温度升高。所以，要定期对冷却器的腔体进行检查，并对冷却器腔体做喷砂处理和作防水酚醛涂层。另外，运行人员增加冷凝水泄放阀疏通排放次数，保证冷凝水排空。4.6规范操作（1）严格执行运行技术标准，控制运行设备技术参数，严控各级冷却器温差值，出现温差上升的苗头及时处理（2）控制好循环水的各项指标，运行人员根据水质化验结果及时调整过滤、排污、补水、加药量和频次。（3）根据三级冷却器的温差变化，进行每年春秋两季轮流倒车在线酸洗冷却器，在水垢没有形成堵塞以前预防性对冷却器进行清洗。5改进效果（1）通过对冷却器优化改进，1#空压站离心定期检查油箱是否存在漏油现象，定期更换添加润滑油，并定期检查清洗过滤器。定期监测风机运行温度，若转子之间或转子与壳体之间存在摩擦甚至卡涩，除引起风机震动外，同时摩擦部位温度会迅速升高，甚至出现机壳发热烧红现象，4结语通过分析除尘电机烧毁与变频器逆变单元机三级冷却器上线运行排气温差由原来的5 18 下降到目前的0 5，符合一级（5）二级（5）、三级（2）冷却器运行时温度差的规定范围之内，排气温度都控制在38 之内，达到了预期效果。（2)冷却器的气道清洗的次数由每年的56次降低到3 4次，冷却器的水道在线酸洗次数由每年5 6 次降低到1 2 次。检修清洗一次的费用约为15万元，1#空压站三台离心机每年减少两次维修节省费用：15万元32=9 0 万元。冷却器的使用寿命由6 8 个月，延长到1年甚至1年以上，为公司节省了巨大的维修费和备件采购费用。6结语通过1#空压站离心式空压机排气温度升高分析，排查出冷却器效率下降是造成排气温度升高的主要原因，对冷却器在运行中发生结垢、堵塞导致换热效果下降等问题提出改进措施。改进后，提高了冷却器的冷却效果，延长了冷却器的使用寿命，减少了离心式空压机排气温度升高造成停机事故，降低了公司的维修费和备件采购费用，也确保了生产用气量的稳定供应。参考文献：1靳兆文压缩机工 M北京：化学工业出版社，2007.2黄钟岳，王晓放透平式压缩机 M北京：化学工业出版社，2 0 0 4.（2 0 2 2-0 5-13收稿）ICBT故障之间的联系以及罗茨风机堵转导致变频器异常故障处理，提高了技术人员对变频器报代码故障的处理能力，并充分意识到对设备的维护保养的重要性。参考文献：1潘兴，黄旭东，卢嘉华，等.电压尖峰造成电动机故障实例分析 J.电气传动，2 0 10,40（10）：32-35.（2 0 2 2-0 8-2 9 收稿）