工厂车间通风降温电厂锅炉引风机故障原因分析与排除纺织空调发展

石门电厂自1995年12月和1996年1号、2号机组相继投运以来，4台引风机多次发生因设备问题造成引风机跳闸、锅炉灭火、机组减负荷甚至被迫停炉等事故。引风机已成为石门电厂运行可靠性最低的主要辅机设备之一，既严重威胁着机组的安全经济稳定运行，又使检修工作量大大增加。在此对1996年2月～1998年10月引风机运行中出现的问题进行统计和分析。

从2a共发生各类事故33次（其中导致停风机处理18次，紧急停炉处理2次）情况来看，引风机设备主要存在以下3个方面的问题：

第一，引风机本体问题（占统计数的49％）。一是风机频繁发生振动且振动值严重超标；二是轴承频繁发热；三是进、出口导叶和叶轮磨损。这些均导致轴承、叶轮、导叶等部件的损坏。

第二，引风机配用电机问题（占统计数的15％）。一是轴承轴瓦运行温度过高；二是时有串轴现象发生；三是发现电机鼠笼转子有断条现象，开裂部位为导条圆弧根部和导条与铜环的焊接处。

第三，风机的电气、热工控制工程问题（占统计数的36％）。一是电气开关和保护引发风机跳闸；二是热工保护和其他连锁引发风机跳闸；三是风机进口导叶执行机构故障引发风机负荷摆动。这些问题极易造成MFT动作使炉膛灭火、锅炉负荷降低和机组运行的不稳定。

2　原因探析

2．1　风机振动原因分析

2．1．1　风机设计制造结构不合理

a．芯筒定位方式不稳定、不合理。芯筒既是叶轮轴承座的支撑架，也是叶轮及其轴承座中心定位的关键部件，芯筒中心的偏移将直接影响叶轮的对中。

芯筒中心的定位由后导叶和拉杆达成，拉杆两端均为焊接不易变动，但后导叶却因导叶或密封垫的更换，以及运行中导叶固定螺栓松动引起芯筒中心的变化，造成叶轮中心偏移而引发振动。

b．轴承座固定不牢靠，易松动。轴承座一端装配叶轮，另一端靠轴承端盖（厚度为37mm）嵌于芯筒端板上，主要依赖8个螺栓固定，但厂家设计的螺栓无防松措施，在风机运行中随着工况的变化，容易造成螺栓的松动甚至断裂，使轴承座下垂，导致叶轮中心改变而产生振动。

c．叶轮固定螺栓易松动。风机叶轮夹于压板与轴端之间，靠4个螺栓紧固于轴端上，由于螺栓无防松措施，运行中易松动造成叶轮偏斜。

2．1．2　运行调整不当产生喘振

轴流风机的运行范围是受所谓“失速线”影响的，如果风机的运行工况长时间处于风机性能曲线图中“失速线”上方的不稳定区域，就会使风机发生喘振，如果不尽快消除或及时停机，一般只需运行30s以上就可能造成引风机及其风道的严重损坏。

a．单台风机在启动过程中，如果运行人员操作不当，把握不准，在风机达到额定转速后，入口挡板和入口静叶长时间处于关闭或很小的开度状态，就极易造成失速，导致“喘振”发生。

摘要：通过多年的工作实践总结，概述了纺织空调在设备的更新换代、空调用冷源等方面的发展历程和运行节能措施，阐明了现代纺织空调由简单到完善、以较小的成本不断满足生产工艺要求的发展方向。

现代纺织空调是随着新中国纺织工业的发展而逐步建立起来的，其主要任务是在生产车间内创造和保持满足一定要求的空气条件，使车间内空气的温度、湿度、流动速度、含尘浓度与新鲜度能满足生产工艺和人体舒适的要求，不因室外空气参数和室内各种因素的变化而变化。纺织空气调节的作用一般有两个：其一、满足纺织生产工艺所适合的温度、湿度条件；其二、改善劳动条件，保护职工健康，提高劳动生产率[1]。

建厂之初，在前苏联的纺织空调理论基础上，从前苏联引进技术，仿制其设备，初步建立了纺织企业空调工程。后来随着社会经济发展，生产力的逐步提高和完善，纺织空调也在不断提高和完善。改革开放以后，伴随着企业运作市场化，纺织工业得到了很大发展，特别是八十年代以后，我国纺织行业有了长足的进步，新工艺、新品种、新技术的大量涌现，引进技术的消化吸收、仿造、创新，加上企业利润率促使为其配套的纺织空调改造进入了鼎盛时期。新世纪以后、特别是去年以来，“非典”困扰，纺织行业面临原棉大幅涨价、出口退税率降低、设备与机配件涨价、职工工资成本上涨压力加大等不利因素，企业的利润率下降，直接造成纺织空调的停滞甚至倒退，但这也恰好为其迎难而上、改革创新提供了动力；新的阶段纺织空调如何以较小的成本不断满足生产工艺要求，成为一个紧迫的课题。

下面从纺织空调的发展及运行节能措施方面谈谈个人的看法：

1.空调设备的更新换代

1.1 风机是空调工程的核心设备，纺织空调原来使用的大多为仿苏制Y系列轴流风机，其特点是风量小、耗电大、效率低，皮带传动，运行成本高，有时还会形成“煤灰纱”，影响产品质量。后来改造为FZ系列轴流风机后，电机轴与风叶直联，不需要皮带传动，提高了运行效率，且为双速风机，有高、低两种转速可满足不同季节车间的需要，降低了运行成本，而且便于检修，很快得到了推广。这期间也出现了一些更加便于调节、节能的风机控制装置，其一是改造为变频调速风机，这无论是加装变频调速器、还是加装无级变速调控工程，都能使调节工对风量的调节更自如、实现按需调节，并可节能；其二是运用PLC技术实现对风机、水泵等空调设备的统一控制、自动运行，使各设备的动作、运行情况完全以满足生产需求为目标，在中枢的集中指挥下自行调节，进一步可使无人调节成为现实。但是由于这两种改造的费用昂贵，使其广泛应用受到了局限，所以大多是试验性质，其实施还需要不断改进和探讨。

1.2 洗涤室是纺织空调对空气进行加湿、去湿、降温的主要场所，其发展也经历了从单一顺喷到顺喷加逆喷到对喷形式、从双螺旋离心喷嘴到FL旋流喷嘴的过程，最终目的是使喷出的水滴更细小，喷射角度更大，水雾的覆盖面更大；对喷形成的水幕，使喷出的水滴利用相互碰撞变得更细、雾化程度更好，空调室横断面形成的水幕使空气通过洗涤室时的热湿交换时间更长、更充分，从而使空气调节能力得到了提高，目前在国内这类喷排方式应用较为普遍。

1.3 挡水板由原来的四折90°铁皮挡水板改为双波纹玻璃钢挡水板。挡水板的间距由原来的50mm改为30-35mm，折角由90°改为120°，由原来的平面改为波纹。这样折角的变大更有利于减少水运动的阻力，延长了水与空气的分离时间，挡水板间距的变小更有利于通风阻水功能的发挥，同时也减轻了检修工的劳动强度。回风窗由原来的人工定时清扫改为电动或水洗的自动清扫，大大减轻了清扫的工作量，提高了清扫效果，有利于空调回风的利用，不仅节能、而且空调的效果更好。

2.空调用冷源的多元化

纺织空调用冷源最初多为自然冷源，抽取来自于大自然中的地下水（部分地区使用江、河、湖、海水），后来开始使用地下水和人工制冷的冷媒水两种。从八十年代起，利用深井冬灌（储存）夏用（抽取）这一价格低廉、效果明显的办法来获取空调用冷源，改善了冷源结构，降低了冷源成本，促进了其大范围应用和推广。

随着纺织工业的发展，生产工艺和操作人员舒适性对空调要求的提高，人工冷源的使用比重也逐渐增加，蒸喷冷水机组、螺杆冷水机组、离心冷水机组和溴化锂冷水机组开始成为制造空调用冷源的主要设备。但为了减少能源消耗费用、降低企业生产成本，空调用冷源还是人工冷源为主、自然冷源补充以及分质供应。普遍的做法是，在冬季当室外温度低于5℃时把自来水或经过过滤的空调回水灌入深井中，利用深层土壤导热系数小的特点，把大量低温水储存在深井中；在夏季高温时，将储存在深井中的较低温度的水提出。使大量抽取地下水导致地下位逐年下降的问题得到了解决，地下水位开始回升或保持平衡。

在分质供水、闭式循环的空调水工程方面，较低温度的水首先送纺部如细纱等热负荷和去湿要求高的车间空调使用，然后转供织部车间空调降温使用，回收后一部分经过滤再制冷降温后，又送纺部空调循环使用；另一部分作为冷却补充水循环使用，多余的水处理后供非饮用水用。这样可以分质用水、重复利用，节约大量的水源。

3.节约空调用能、降低调节成本

纺织生产过程中空调消耗的主要能源为水、电、蒸汽。为了增加企业效益，降低生产成本，合理使用和节约能源是空调专业人员的一项重要任务。经过几十年的努力，在空调运行节能及合理利用能源方面取得了一定的成效。

3.1 风机和水泵是空调调节工程的主要耗能设备，也是节能的重点。选择合适的空调风机和水泵，尽可能减少设计富余量，避免大马拉小车。同时把风机电机改为双速电机，从而改变了一年四季空调风机只能有一种转速运行的情况，实现了调节工可根据气象天气条件和生产工艺变化，自主控制空调设备送风量。坚持实施这种措施，可节约这部分总电耗的30%左右。在冬季或室外天气条件允许时适当关闭多套空调设备中的少数设备，满足车间生产的基本温湿度需要，节能效果更佳。

3.2 布机、准备等织部车间空调由于对相对湿度的要求比细纱等纺部车间大，因此为了满足生产需要，各企业都将空调的设备能力开足，有时还配合喷雾等局部加湿装置，耗费大量的能源。以拥有3000台织机的布机车间为例，空调送风设备和喷雾空压机设备的电机功率之比为805KW（高速）/506KW（低速）:100KW，可见节能的潜力还在于空调送风设备。在目前生产车间要求不关闭喷雾的情况下，室外天气条件允许时，适当关闭空调送风设备，同时增加送风工程内的喷雾加湿能力，既满足了车间工艺温湿度需要和卫生要求，又节约了大量能源，还尽最大努力避免了加湿不均匀的问题。

3.3 合理使用回风和室外风。众所周知，合理使用回风和室外风是纺织空调节能调节和增强温湿度调节能力的有效手段。无论是空调回风和除尘等工艺回风，还是室外风，只要有针对性地适时、合理地综合利用不仅有益于节能，而且对控制生产车间温湿度也大有好处。难以想象，一个不能正确使用回风和室外风的空调工程，要达到需要的温湿度环境要付出多么大的代价！

3.4 空调用冷热源的合理使用也是节能降耗的有效途径。空调调节要注意多种冷热源并用，既要注意对优质冷热源的合理利用，又要加强对余热、余冷等劣质、废弃冷热源的综合使用。同时在政策许可的范围内注意深井冬灌夏用等成熟的冷热源使用节能措施的贯彻落实，实现节能降耗的目的。

3.5 在纺部工序结合工艺设备加强局部通风罩和通风管道的管理，注意其密封性与使用效果，使余热、余湿等在不同的季节外排或回用，节省空调调节用能，且对调节能达到事半功倍的作用。

4.其他因素的影响

4.1 提高空调水工程的重复利用率。经过多年改进，各企业空调水工程的重复利用率已达到相当高的水平，分质供水、循环使用已成为较为成熟的纺织空调供水工程。但随着地下水、特别是城市地下水的限采、禁采，地下深井水提取量减少，使用水温较高的自来水，原来能够根据水源温度多次使用的空调用水，一次使用之后不得不作为机组冷却用水，或者经过滤、消毒后送职工浴池、卫生间、绿化等非饮用水工程使用。水温升高使其使用效率大打折扣，能源费用也会随之有所增加。

4.2 在纺织产品市场竞争加剧、传统纺织行业整体利润率下降的情况下，由于空调能耗占纺织综合能耗的30%，所以如何最大限度地减少空调能耗在纺织综合能耗中的比例、降低生产成本，精心调节、合理使用空调设备就显得十分重要。特别是企业产品类同，市场使各类企业都处于同一起跑线上，无论是企业整体调度、统一运作，还是车间承包独立经营，都迫使经营者不得不认真核算生产成本，减少空调能耗成为一个重要方面。空调运行管理也由过去的以空调温湿度指标考核为主，逐渐过渡到以满足生产工艺需要为主、空调温湿度指标考核为副。伴随着这种变化，一方面对空调相关工种的调节手段、技术水平等提出了更高的要求，使调节操作人员随时满足不断变化的生产工艺等诸方面的需要；另一方面也对传统的空调运行管理

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