冬季大型风机入口结霜处理与预防

吉宝宝

摘 要： 阐述了发生在我国寒冷地区大型风机入口结霜后的处理和预防措施，分析了特殊气候条件下风机入口结霜的原因，提出了通过采用电伴热、加保温、增设入口吹扫风、吸风口过滤器增加振打器等方法来防止风机入口结霜而引发的风机联锁停运，进而导致的加热炉和余热锅炉波动等次生危害。为日后应对寒冷的北方恶劣条件，保证大型风机平稳过冬提供了一定的经验和预防措施。

关键词：风机 结霜 冬季 处理 预防

中图分类号：TU834 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）07-0195-01

前言

随着社会的发展和科学技术的进步，以及人们生活水平的不断改善和工业化进程的加速，大型风机以其流量大、效率高、调节维护方便、通风效果好、抗腐蚀性强、安全可靠等优势在各化工企业中得到广泛应用，其中神华煤直接液化项目中就多处使用了大型风机。

我国北方地区冬季时间长，室内外温差较大，值得重视的是，一些大型风机入口处温度也随着室外的温度逐渐降低，产生冷凝水，当温度进一步降低时会产生结霜的现象，从而影响系统的正常运行。然而地处内蒙古西部鄂尔多斯高原的神华煤直接液化项目正经受着北方严寒和特有气候条件的严峻考验，气候条件属于自然因素，人为难以控制，应对大型风机入口结霜现象也只能从人为的角度出发，发挥主观能动性及时做好预防和应对措施。如何在恶劣的气候条件下积极应对，实现风机的平稳运行，保障化工生产的安稳长满优，是值得思考的问题。立足企业生产实际，分析特殊气候条件下风机入口结霜的原因，并根据长期的操作经验提出应对措施对于保护风机正常运行提升经济效益具有重要的意义。

一、现状及结霜原因分析

1.鄂尔多斯气候特征：鄂尔多斯高原属北温带半干旱大陸性气候区，冬夏寒暑变化大，日最高气温38度，日最低气温零下31.4度，尤其是秋冬季对生产的影响最大，秋季气温下降快，霜冻来临早，无霜期短，冬季漫长寒冷，多大风。多年平均降水348.3毫米，降水多集中在7、8、9月份，占全年降水量的70%左右。多年平均蒸发量2506.3毫米，为降水量的7.2倍，以5到7月份为最大。而这些正为风机入口结霜创造了必要条件。

2.结霜形成原因：霜的形成是一种靠近地面空气中的水蒸气在物体上的凝华现象。空气中含有比较多的水蒸气，还要有零度以下的物体。雾的形成则是足够小的水蒸气漂浮在空气中，空气中的水蒸气浓度稍大时，在夜间遇到气温下降，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，但由于水蒸气的浓度并不是特别大，所以这些小水滴并没有互相聚集成大水滴，形成降雨，由于水滴很小，不会立即落到地面上，或者稍有一点上升的气流就能托住小水滴，这样就形成了雾。雾的形成条件，一是冷却，二是增加水汽含量。当空气容纳的水汽达到最大限度时，就达到饱和，而气温越高，空气中所能容纳的水汽愈多。如果空气中所含的水汽多于当时温度条件下的饱和水汽量，多余的水汽就会凝结出来。

3.结霜分析：从霜雾的形成来分析风机入口结霜的过程。风机入口处于负压状态，当秋冬季室外温度低于零度时，在霜雾环境中，空气中的水汽遇到风机吸风口过滤器（消音器）冰冷的入口丝网，迅速吸附到丝网上，凝结成薄霜，很快霜越结越厚，结霜严重时就会影响风机的风量，最后导致风机运行故障。当环境温度骤降，空气中的湿度较大时，则风机入口结霜的几率大大增加。而鄂尔多斯高原经常出现适合风机入口结霜的气候条件。

二、结霜现象及紧急处理方法

1.风机入口结霜的现象：风机入口结霜后可能引起风机进出口压差增大，风机出口压力波动，风机的供风量大幅波动，现场发生喘振，电流波动或逐渐降低，间接的通过加热炉的炉膛温度和氧含量的变化也可加以分析判断。

2.风机入口结霜的处理方法：风机入口结霜后可能引起风机的供风量大幅波动，发生喘振，引起轴承和叶片损坏、机壳和风道损坏等故障，风机进出口压差增大，风机出口压力波动，引发风机联锁停运，进而引起加热炉和余热锅炉波动等次生危害，给生产带来严重的影响。如果不及时发现及处理，势必将造成更大的影响和破坏，对加热炉和余热锅炉的平稳运行造成危害。因此要尽快处理，及时发现异常， 果断处理，避免因鼓风机吸入量不足导致对煤浆炉火嘴正常燃烧产生影响，对装置平稳生产造成波动，保障生产装置平稳安全运行。因此，在霜雾天气就要提前做好结霜的防护措施和应急预案的学习和预演，对可能的结霜情况引起足够的重视。

目前，用到大型风机的大部分余热回收系统如下图所示：

如果风机入口结霜严重，内操可通过观察余热回收系统的运行参数，发现余热回收系统中的鼓风机风量下降，鼓风机出口压力下降，引风机入口温度上升，加热炉烟气氧含量下降，外操到现场可检查鼓风机吸风口过滤器（消音器）上结霜堵塞情况。内操将加热炉的烟气由余热回收改到现场直排，外操同时将余热锅炉切除系统，改为现场放空，将过热段的各等级饱和蒸汽切出系统，改为现场直排。待清除风机入口积霜，出口压力达到正常后，将烟气改回余热回收，将余热回收系统恢复正常运行。

结霜的紧急处理具体分以下两种情况：

2.1风机入口滤网出现结霜情况，但未发生喘振

再检查风机运行情况时发现鼓风机电流、出入口差压出现异常现象时，需要将风机及滤网交由设备组进行具体检查。在发现结霜情况时应该及时对结霜情况进行清理保持与控制主操的联系。在清理时注意防止因为清理动作过大导致风压大幅波动。工作人员应该重点对风机进行巡检防止发生喘振。

2.2风机入口滤网出现结霜情况，发生喘振现象

巡检人员在对风机进行检查时发现风机喘振现象，应该及时对喘振风机进行手动调节，迅速降低负荷。对喘振风机进行调节时，要把握恰当的风量及负压波动，始终保持电流在正常范围。等待风机喘振现象停止并维持一段时间后，及时对入口滤网进行清理，注意风压、风量和炉子燃烧情况。待风机喘振现象停止后方可进行并风操作，处理过程需要迅速防止喘振现象再次发生。

三、结霜的预防

气候条件无法改变，但我们可以做好预防和应对措施。要想霜消失，可以升华为水汽，或者融化成水。笔者在生产实践中经过多次探索和观察，总结归纳出一些行之有效的方法，这些方法的优点是结构简单，投资少，见效快，在实际应用中均较为实用。比如将风机布置在室内、通过采用吸风口过滤器上增加电伴热、增加保温、入口吸风口过滤器增加振打器、增设入口吹扫风等方法，确保机组正常运行。

1.预防方法一：吸风口过滤器上增加电伴热，增加自动化霜功能。此方法是利用温度对霜雾的影响，在吸风口过滤器上增加电伴热，使吸风口的丝网温度升高，低温的霜雾遇到温度较高的丝网，即刻融化成水，霜雾没有了在丝网上聚结的这个温床，也就从根源上消除了结霜的可能。缺点是消耗电能，需要投资电加热丝及开关设施。

2.预防方法二：吸风口过滤器增加振打器。此方法是在吸风口过滤器上均匀加装气锤或电锤，产生周期性的振动频率，利用机械方式使聚结到丝网上的结块振动脱落，霜气也就无法聚集，进而达到预防目的。缺点是需要投资气锤或电锤。

3.预防方法三：增设入口吹扫风（可选择自吹扫），即风机入口过滤器处增加吹扫风。将界区的工业风或者引用风机出口风返回到风机吸风口处，围成环状，均匀开眼，对吸风口进行吹扫。

目前增设入口吹扫风来应对初期结霜效果明显、简单实用。

结束语

通过对各种方法的尝试，能预防和减少北方寒冷地区对风机入口结霜而造成的次生危害，防患于未然，保障风机平稳过冬，得以正常运行。同时要从思想上足够的重视结霜的危害，结合当地的气候条件和特点，有针对、有预防、有重点、有措施，编制好事故预案，做好防范措施，预防因结霜而造成的生产波动。

参考文献

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