离心式鼓风机故障分析和对策
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邯钢焦化厂6座焦炉使用的D750-2-1和D900煤气鼓风机是一种叶轮式高速旋转机械,是焦化厂保证生产的关键设备。鼓风机是一种将原动机的机械能转换为输送气体、给予气体能量的机械,它是现代焦炉生产中不可缺少的机械设备。如果焦炉鼓风机出现故障,将会引起焦炉荒煤气放散,严重影响焦炉的正常生产,同时污染环境。因此,迅速判断风机运行中故障产生的原因,采取得力措施加以解决是焦炉连续安全生产运行的保障。风机的故障类型繁多,原因也很复杂,但根据焦化厂多年来生产实际运行中风机故障较多的是:风机机组振动、轴承温度高。
1、风机振动故障分析殛对簧
1.1 风机振动分析
风机滑动轴承振动是运行中常见的故障,滑动轴承的振动,按其机理可分为两种形式:一是强迫振动,又称同步振动,主要是由轴系上组件不平衡、联轴器不对中、滑动轴承安装不良等原因造成。滑动轴承安装不良主要表现轴承间隙不当,接触点及接触角不合理,轴承尽力不符合要求。其振动的频率为转子的回转频率及其倍频,振动的振幅,在转子的临界转速前,随着转速的增加而增加;超过临界转速,则随着转速的增加而减小,在临界转速处有一共振峰值。另一种振动是自激振动,又称亚同步振动,即油膜涡动及油膜振荡,它的振动频率低于转子的回转频率(约为转子回转频率的一半),常常在某个转速下突然发生,具有极大的危害性。
1.2 处理风机振动故障的对策
1.2.1 保证轴承有足够的接触点和接触角
接触点是指轴颈和轴承相对接触摩擦后显现的接触斑迹。接触点的多少、接触点是否连续均匀,是建立稳定压力油膜的关键。当轴在曲面轴承上高速旋转时,依靠油的粘性和油与轴的附着力,轴将带着油层一起旋转,油在由深到浅的楔形油隙中受到转轴负荷的作用被挤压,提高压力,产生了动力。当压力升高到足以平衡轴的载荷时,
轴便在轴承中浮起,在轴和轴承中间形成了一定厚度稳定的压力油膜。这个油膜即保证了轴和轴颈的相互隔离,这就形成了液体的动力。
生成油膜的楔形油隙是通过刮研形成的连续而又分布均匀的接触点所组成的,两个接触点间由深到浅的刮刀刀花就是楔形油隙,在无数连续的楔形油隙形成的压力油膜,组成一个稳定连续的压力油膜层。因此,只有足够的接触点,才能形成足够多的楔形油隙,才能形成达到浮起轴颈的压力油膜。接触角太小会使轴承承受的压力增加,加剧轴承的变形;接触角太大,或接触点太少,又会影响油膜的形成,从而加剧轴承与轴的磨损,使机组产生振动。
1.2.2 较大的顶间隙
形成液体动压的条件之一是轴承必须有适当的顶间隙。轴承顶间隙的作用,一是为形成油膜轴颈浮起后有足够高的上浮空间;二是为油的流出和摩擦热的散发提供有效空间。如果间隙过大,轴承与轴颈间的油压相对减小,降低油楔的扬举力,当间隙增大到一定程度时,就会产生振动。顶间隙的大小,对于高速轻载荷轴承来说,技术文件中一般规定了一个范围值,即轴颈的1/1000-3/1000,根据焦化厂多年的实践,取较大间隙运行稳定,轴颈的2.5/1000适当。
1.2.3 调整轴承外圆与轴承箱孔上的接触面与压紧力
在轴承的装配中,不仅要保持转轴原有的对中度和应有的接触角和接触斑迹,更重要的是轴承外圆与轴承箱孔须大道良好的接触与相应的过盈量,保证轴承的稳固性,以免造成因转子的作用力影响轴承产生摇摆引起振动。
1.2.4 消除转子不平衡量
转子轴产生弯曲变形、转子在运转中叶轮损伤、铆钉断裂脱落、齿轮联轴器的不平衡等都是造成转子不平衡的原因。另外,转子在制造过程中做动平衡校验时,剩余不平衡量超标,在高速旋转时,产生不断变化的离心力,引起风机振动。每次检修都要检查齿式联轴节内外齿形是否完好,是否有断齿现象,检查转子叶轮损伤情况。每次检修都要对转子轴的弯曲度进行校验,如果最大值和最小值之间相差超过0.05mm时,就要更换新转子。如果检查确定轴的弯曲度不超过0.05mm,就要对转子作平衡校验,消除不平衡量。这样才能保证转子的平衡而不引起振动。
根据不同情况采取不同的处理方法。引起风机振动的原因很多,其它如叶轮松动使叶轮晃动度大、连轴器中心偏差大、基础或机座刚性不够、原动机振动引起等等,有时是多方面的原因造成的结果。实际工作中应认真总结经验,多积累,数据,掌握设备的状态,摸清设备劣化的规律,出现问题就能有的放矢地采取相应措施解决。
2、轴承温度高故障分析及对策
2.1 轴承温度高故障分析
鼓风机的轴承在运行中的一项重要质量标准是要有尽可能小的轴承温升,风机轴承温度高也是风机常见故障之一,一般不允许超过75℃。轴承温度异常升高的主要原因有:不良、轴承异常。
2.2 处理轴承温度高的对策
2.2.1 改善系统,提高效果
润化不良是造成风机轴承温度升高的原因之一,造成润化不良的原因主要有:油的性能指标不符合技术要求、油量不足、轴承进油温度高、油内混有水分或油变质等原因造成。进油量不足可以通过调节系统压力或轴承进油口节流圈孔径大小来改变。造成轴承进油温度高的原因是冷却水量小和冷却水温度高,可以通过调节冷却水量和在夏季采用制冷水来解决。风机油冷却采用管束冷却器或板式冷却器,冷却器泄漏现象时有发生,造成油内混有水分,油变质。风机运行时在保证冷却效果的前提下,尽可能降低水压,确保水压低于油压・风机停运时切记关闭冷却水。
2.2.2 调整轴瓦,保证技术要求
离心式风机转速高,对滑动轴承质量要求严格,轴承异常是造成轴承温度升高的重要原因。轴承异常主要表现在:轴承的合金材料材质不对、轴承与轴颈的间隙过小、轴承的接触点和接触角不符合要求、轴承开的油囊太小。
2.2.2.1 严格控制轴承的合金材料材质
离心式风机轴承内衬一般采用巴氏合金(25ChSnSbll-6),若不符合材质标准,轴承容易轴承疲劳磨损,出现脱皮、麻坑、间隙增大引起的温度升高。一般可以通过听轴承声音和测量振动等方法来判断,严格控制轴承的合金材料材质是解决温度升高的主要手段。
2.2.2.2 保证轴颈与轴承有合适的间隙
轴承间隙直接影响轴承的使用效果,轴与轴颈太小,进入轴瓦内的油量减少,摩擦力增加,产生的热量带不走,造成轴承温度升高,甚至容易因发热而发生抱轴事故。轴承间隙太大,虽然可以减少油循环的阻力,通过轴颈上部的油量增加,把轴颈与轴承因摩擦产生的热量带走,降低轴承温度,但会引起轴承振动,一般控制在轴颈的2.5/1000,效果较好。
2.2.2.3 轴承与轴颈有合适的接触角和接触点
配有压力仅有强制的轴承是依靠高速旋转的轴带动油使轴颈与轴承形成可靠的压力油膜来的。轴承与轴颈之间接触点和接触角度是否合适直接决定轴瓦温度的高低。一般接触角度调整在55-60度之间,接触范围内刮研出每平方厘米2-4接触点时,摩擦力最小,温度低,效果好。
2.2.2.4 轴承上开有合适的
滑动轴承上开一些合适的楔形油隙,在无数连续的楔形油隙形成的压力油膜,组成一个稳定连续的压力油膜层,增加轴承和轴颈之间油量,f也是降低轴承温度的有效措施。
3、结 论
实践证明,在鼓风机检修中抓住上述各关键环节的处理,鼓风机会得到良好的运行水平。根据邯钢焦化厂的使用的D750-2-1煤气鼓风机为例,风机机组振动基本控制在0.01mm以内,风机滑动轴承温度在48℃左右,风机运转周期明显延长,周期由原来的4个月延长到6个月以上,备件费用降低了10%以上。