張本峰 吳 培 王銀鈴 張寶珠

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉(xiāng)453731)

尿素裝置流化風(fēng)機(jī)振動原因及改造

張本峰 吳 培 王銀鈴 張寶珠

(河南心連心化肥有限公司河南新鄉(xiāng)453731)

300 kt/a大顆粒尿素項(xiàng)目是河南心連心化肥有限公司差異化戰(zhàn)略的重要一環(huán)，2014年12月30日，該大顆粒尿素項(xiàng)目順利開車，開車過程較為平穩(wěn)，并生產(chǎn)出合格的大顆粒尿素產(chǎn)品，唯一不足的是尿素裝置中的主要設(shè)備流化風(fēng)機(jī)振動較大。流化風(fēng)機(jī)的振動不僅影響設(shè)備本身的運(yùn)行，同時振動傳遞到鋼結(jié)構(gòu)框架，引起包裝秤飄移，進(jìn)而使整個包裝系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響了大顆粒尿素裝置的正常生產(chǎn)運(yùn)行。為解決這一問題，特成立攻關(guān)小組對該問題進(jìn)行深入研究，探究流化風(fēng)機(jī)振動的根源，并提出相應(yīng)的解決方案，最終使該問題得以解決。

1 背景分析

300 kt/a大顆粒尿素裝置開車之后，便發(fā)現(xiàn)流化風(fēng)機(jī)振動較大，與流化風(fēng)機(jī)相連接的風(fēng)管振動也較大。由于流化風(fēng)機(jī)的振動引起了鋼結(jié)構(gòu)框架的振動，最終將振動傳遞到包裝秤，引起包裝秤漂移，導(dǎo)致無法正常包裝，進(jìn)而被迫停車，給裝置的正常運(yùn)行帶來了巨大的隱患，嚴(yán)重影響裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

通過現(xiàn)場攻關(guān)小組人員實(shí)際測量，對各處可能引發(fā)振動的振源進(jìn)行了分析統(tǒng)計(jì)。改造前風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)及本體振動測量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 改造前風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)及本體振動測量數(shù)據(jù) mm/s

通過對現(xiàn)場流化風(fēng)機(jī)本體及流化風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的實(shí)際測量，結(jié)果顯示：流化風(fēng)機(jī)本體的振動在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，由此可以排除流化風(fēng)機(jī)本體原因?qū)е抡駝?；但流化風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的振動值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)定值，由此可以初步判斷流化風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)存在一定問題，下一步需要著重對流化風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)進(jìn)行分析研究。

流化風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道較寬，寬度達(dá)到3 600 mm，之后又分為5個支路。由于流體分布不均，可能產(chǎn)生渦流，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)管振動，由風(fēng)管振動帶動風(fēng)機(jī)振動，同時風(fēng)管與鋼框架之間為剛性連接，通過風(fēng)管將振動直接傳遞到框架上，再由框架傳遞到包裝秤，引起包裝秤漂移。為此，現(xiàn)場對風(fēng)管的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行了測量，風(fēng)管振動實(shí)際測量數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 風(fēng)管振動實(shí)際測量數(shù)據(jù) mm/s

由表2可以看出：風(fēng)管振動的平均值為3.1 mm/s，雖然小于規(guī)定值，但在實(shí)際的個體測量中存在高于規(guī)定值的數(shù)據(jù)，同時平均值也較接近規(guī)定值，所以風(fēng)管的振動不是引起風(fēng)機(jī)振動的主要原因，但對風(fēng)機(jī)的振動還是產(chǎn)生了一定的影響，對包裝秤的正常使用也存在一定的隱患，下一步也需要對風(fēng)管進(jìn)行改造。

通過分析，初步認(rèn)為引起流化風(fēng)機(jī)振動的原因?yàn)榱骰L(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)及風(fēng)管這兩大因素，下一步需要對其進(jìn)行具體的研究，最終確定改造方案，消除產(chǎn)生振動的根源。

2 改造措施

2.1 流化風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)加固

由于導(dǎo)致本次風(fēng)機(jī)振動的主要原因是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，故先對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。

基礎(chǔ)質(zhì)量應(yīng)為機(jī)器質(zhì)量的5倍，按F機(jī)器=84.9 kN，G基礎(chǔ)=2.26×1.6×4.2×20=303.7(kN)，則G基礎(chǔ)/F機(jī)器=3.58<5。

基底平均凈壓力Pk≤0.5f0(f0為施工現(xiàn)場修正后地基承載力)。

Pk=(F機(jī)器+G基礎(chǔ))/A=(84.9+303.7)/(2.2×1.6)=110.4(kPa)>0.5f0=104(kPa)。

通過計(jì)算得知，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)質(zhì)量與風(fēng)機(jī)質(zhì)量的比值要低于經(jīng)驗(yàn)值，同時該風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)時為節(jié)省材料，將電機(jī)基礎(chǔ)、風(fēng)機(jī)軸承基礎(chǔ)以及風(fēng)機(jī)機(jī)殼基礎(chǔ)進(jìn)行分開設(shè)計(jì)，各部分之間均留有空隙，而且該風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)垂直度較高，也是導(dǎo)致風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)振動的一個原因。為解決該問題，將風(fēng)機(jī)的電機(jī)基礎(chǔ)與風(fēng)機(jī)軸承基礎(chǔ)兩者的中間連接起來，形成一個整體。

對改造加固后的流化風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)重新進(jìn)行核算，核算結(jié)果如下。

G基礎(chǔ)=(1.8+3.2)×4.2×0.5×2.26×20=474.6(kN)，則G基礎(chǔ)/F機(jī)器=5.59>5。

Pk=(F機(jī)器+G基)/A=(84.9+474.6)/(3.6×2.26)=68. 7(kPa)<0.5f0=104(kPa)

2.2 風(fēng)管減振及加固

為解決風(fēng)管振動導(dǎo)致風(fēng)機(jī)本體振動以及隔離風(fēng)管與框架之間振動的傳遞，主要措施有：①在3 600 mm的風(fēng)管集箱內(nèi)增加導(dǎo)流板，消除渦流產(chǎn)生的可能，同時在風(fēng)管集箱外側(cè)增設(shè)加固筋，以增加風(fēng)管集箱的強(qiáng)度；②在風(fēng)管集箱后5個支管上增加金屬膨脹節(jié)與后續(xù)設(shè)備進(jìn)行隔離，將原有的剛性連接改為柔性連接，杜絕由其他裝置的振動而引起流化風(fēng)機(jī)的振動。

3 改造后運(yùn)行情況

通過以上改造，對改造后風(fēng)機(jī)及包裝秤處的振動情況進(jìn)行再次測量(見表3)。

表3 改造后現(xiàn)場實(shí)際測量數(shù)據(jù) mm/s

結(jié)果表明：改造后風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)振動值小于0.3 mm/s，達(dá)到了設(shè)定值，風(fēng)機(jī)本體的振動值較改造前也有了一定的下降；包裝機(jī)的振動值在2.0 mm/s以下，在該振動范圍內(nèi)，包裝秤不再進(jìn)行漂移。

4 結(jié)語

通過本次對尿素裝置流化風(fēng)機(jī)的優(yōu)化改造，解決了流化風(fēng)機(jī)的振動問題，保證了流化風(fēng)機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，同時延長了其使用壽命。另外，通過將流化風(fēng)機(jī)與鋼框架進(jìn)行隔離，解決了因流化風(fēng)機(jī)振動而引起尿素產(chǎn)品包裝秤漂移的問題，保證了大顆粒尿素裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

2016- 08- 18)