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北京風(fēng)機(jī)廠高溫風(fēng)機(jī)的安裝與維護(hù)

發(fā)表時(shí)間：2020-09-20 11:07

0 引言


工藝熱風(fēng)機(jī)在鋼鐵冶金

、化工
、電力等行業(yè)使用廣泛
，相對(duì)于常溫風(fēng)機(jī)而言，高溫風(fēng)機(jī)的故障率較高
，使用壽命也較短
，在安裝及使用維護(hù)方面技術(shù)要求相對(duì)更高，難度更大
。武鋼程潮鐵礦120萬(wàn)噸球團(tuán)廠的回?zé)犸L(fēng)機(jī)就曾經(jīng)因安裝
、檢修中的失誤而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)軸承燒壞、風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)等故障
。本文結(jié)合實(shí)例總結(jié)了球團(tuán)廠高溫風(fēng)機(jī)在安裝、使用維護(hù)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)
。


1 高溫風(fēng)機(jī)的安裝調(diào)試


1.1 風(fēng)機(jī)主軸的安裝


高溫風(fēng)機(jī)主軸的熱膨脹

，是通過(guò)非定位端軸承的軸向游動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了主軸在工況下的熱膨脹
，一般在安裝圖紙上也會(huì)明確標(biāo)出軸承座、葉輪安裝的定位尺寸
。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)時(shí)需要注意的問(wèn)題：（1）根據(jù)主軸的膨脹方向
，選定負(fù)荷端作為定位端；（2）根據(jù)端蓋的區(qū)別確定定位與非定位軸承座
。


1.2 系統(tǒng)找正


系統(tǒng)找正主要包括：軸承座的中心找正

、風(fēng)機(jī)軸與電機(jī)的找正
。為避免熱態(tài)下出現(xiàn)的“假對(duì)中”
，高溫風(fēng)機(jī)各部分的找正一定要在常溫下進(jìn)行。


1.3 潤(rùn)滑站的安裝


風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑站的安裝距離軸承座不宜太遠(yuǎn)

，以避開(kāi)高溫環(huán)境為準(zhǔn)
。潤(rùn)滑站太遠(yuǎn)會(huì)導(dǎo)致進(jìn)油、回油管路過(guò)長(zhǎng)
，油液沿程損失大，并容易出現(xiàn)軸承座進(jìn)油壓力不足
、回油不暢
、軸承座漏油等故障（尤其在冬季冷態(tài)啟車(chē)的情況下最容易出現(xiàn)）。


1.4 試車(chē)


常溫下的介質(zhì)密度比實(shí)際工況大許多。因此

，高溫風(fēng)機(jī)的冷態(tài)試車(chē)，必須保證進(jìn)風(fēng)風(fēng)門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)
，


否則容易出現(xiàn)電流過(guò)高而無(wú)法正常啟動(dòng)以及容易造成液力耦合器負(fù)荷啟車(chē)損壞的現(xiàn)象

。


2 常見(jiàn)故障的診斷與處理


2.1 風(fēng)機(jī)的振動(dòng)


振動(dòng)超標(biāo)是熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行中最常見(jiàn)的故障，是影響風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行及工廠正常生產(chǎn)的重要因素

。導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因很多
，常見(jiàn)的原因：轉(zhuǎn)子失衡
、系統(tǒng)對(duì)中不良
、松動(dòng)、動(dòng)靜件摩擦
、滾動(dòng)軸承故障
、轉(zhuǎn)子彎曲、共振
、電機(jī)故障引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)等。


2.1.1 熱風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子失衡的原因及處理方法


轉(zhuǎn)子失衡是導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)的最常見(jiàn)原因

。單純的轉(zhuǎn)子失衡振動(dòng)特征很明顯
，其表現(xiàn)：（1）波形近似正弦波；（2）頻譜圖中
，諧波能量主要集中在基頻
。由于燒結(jié)廠
、球團(tuán)廠的工藝熱風(fēng)機(jī)工作環(huán)境特殊
，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子失衡的因素也相對(duì)復(fù)雜。球團(tuán)廠熱風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子失衡的常見(jiàn)原因及處理方法見(jiàn)表1
。


2.1.2 其他幾種常見(jiàn)振動(dòng)故障的簡(jiǎn)單判斷方法見(jiàn)表2

。


2.2 軸承溫度高


軸承溫度高也是熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行中常見(jiàn)的故障

，其原因很多
，但對(duì)高溫風(fēng)機(jī)而言，主要包括6個(gè)方面：


（1）軸承磨損嚴(yán)重

，軸向及徑向游隙過(guò)大
。這主要是軸承使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，滾珠和保持架等磨損嚴(yán)重
，需要更換
；


（2）潤(rùn)滑油量不足或過(guò)量。熱風(fēng)機(jī)多為循環(huán)油潤(rùn)滑

，潤(rùn)滑站的油壓和油溫對(duì)軸承座溫度有很大影響
，一般稀油站的供油壓力為0.15～0.2MPa,供油溫度不超過(guò)40℃。應(yīng)定期清洗油過(guò)濾器
。同時(shí)，進(jìn)油管和回油管距離機(jī)殼不宜太近
，避免環(huán)境溫度的輻射影響油溫；


（3）潤(rùn)滑油變質(zhì)或牌號(hào)不對(duì)

，粘度太低或太高
。


一般高溫風(fēng)機(jī)的潤(rùn)滑油**半年更換一次，且牌號(hào)以32?div id="jfovm50" class="index-wrap">；?6＃為宜（或嚴(yán)格按設(shè)備說(shuō)明書(shū)要求選擇潤(rùn)滑油）

；


（4）環(huán)境溫度太高。高溫風(fēng)機(jī)的軸承座溫度隨環(huán)境溫度的波動(dòng)較大

，工藝操作上的不穩(wěn)定導(dǎo)致風(fēng)溫不穩(wěn)定，從而影響軸承座溫度是經(jīng)常碰到的問(wèn)題
；


（5）安裝誤差

。兩端軸承安裝不同心或由于主軸安裝定位的誤差，造成非定位端軸承座端蓋與軸承外環(huán)間隙太小
，主軸受熱膨脹后
，軸承外環(huán)與端蓋產(chǎn)生摩擦等都會(huì)導(dǎo)致軸承發(fā)熱；


（6）軸承外圈轉(zhuǎn)動(dòng)與軸承箱內(nèi)孔摩擦

。

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?

3 高溫風(fēng)機(jī)故障處理的誤區(qū)


3.1 誤區(qū)一


風(fēng)機(jī)軸承外圈裝配間隙太大，出現(xiàn)“跑圈”現(xiàn)象

。


在熱風(fēng)機(jī)檢修過(guò)程中

，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)軸承外環(huán)外圈與軸承座有相對(duì)滑動(dòng)摩擦的痕跡，情況嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)軸承座上蓋內(nèi)磨出明顯的臺(tái)階
、軸承外圈出現(xiàn)輕微燒灼現(xiàn)象
，即通常說(shuō)的“軸承跑圈”
。2005年
，我礦在檢修2＃回?zé)犸L(fēng)機(jī)時(shí)
，就因?yàn)楣と苏`認(rèn)為軸承跑圈
，通過(guò)壓鉛法測(cè)量間隙后
，在上蓋與軸承之間墊薄銅板將軸承壓緊
。開(kāi)車(chē)后
，當(dāng)工作溫度升到270℃，運(yùn)轉(zhuǎn)不到6h
，該軸承連同風(fēng)機(jī)軸全部燒壞
，致使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子報(bào)廢。


實(shí)際上

，在高溫風(fēng)機(jī)的運(yùn)行中，這種“軸承跑圈”現(xiàn)象是經(jīng)常出現(xiàn)的
。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的主軸在運(yùn)行中存在熱膨脹
，軸承的安裝方式為“一端固定、一端游動(dòng)”
，因此軸承外圈與軸承座孔之間為間隙配合
。在運(yùn)行過(guò)程中，就出現(xiàn)了非定位端軸承隨著主軸的膨脹而軸向游動(dòng)
，軸承外圈在滾珠的帶動(dòng)下和軸承座內(nèi)環(huán)出現(xiàn)一定程度的相對(duì)滑動(dòng)是允許的。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)
，絕不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為是“軸承跑圈”將軸承壓緊從而造成事故
。


3.2 誤區(qū)二


風(fēng)機(jī)振動(dòng)大——轉(zhuǎn)子“失衡”。


如前所述

，風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的原因很多
，轉(zhuǎn)子失衡只是其中之一。而很多故障在頻譜分析中表現(xiàn)出來(lái)的特征與失衡基本吻合
，但如不仔細(xì)檢查，僅僅通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡來(lái)消除
，雖然可以降低振動(dòng)值
，但并沒(méi)有解決根本問(wèn)題，有時(shí)甚至?xí)?lái)惡性循環(huán)
，比如葉片積灰和夾層焊縫開(kāi)裂等
；另外，還有一些故障雖然頻譜特征與失衡極為相似
，卻并非失衡，無(wú)法通過(guò)動(dòng)平衡來(lái)消除振動(dòng)
，比如轉(zhuǎn)子彎曲
、葉輪中盤(pán)連接松動(dòng)等
。我礦2＃回?zé)犸L(fēng)機(jī)就有過(guò)一次這樣的實(shí)例
。


表3 2?div id="m50uktp" class="box-center"> ；?zé)犸L(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)


?

2005年底

，因工藝系統(tǒng)改造移位后
，風(fēng)機(jī)振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)，無(wú)法正常開(kāi)車(chē)
。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)
，風(fēng)機(jī)負(fù)荷端振動(dòng)比非負(fù)荷端大了近1倍，**次測(cè)量的負(fù)荷端軸承座波形
、頻譜
。


?

圖1 負(fù)荷端軸承座初次測(cè)量振動(dòng)圖譜


從波形和頻譜圖得出結(jié)論：（1）波形以正弦波為主

，頻譜圖中基頻是主要成分
，總體呈現(xiàn)失衡的特征
；（2）頻譜圖中2倍頻至6倍頻諧波均出現(xiàn)較大峰值
，且伴有高次諧波，由此判斷存在不對(duì)中和松動(dòng)現(xiàn)象
。然而將風(fēng)機(jī)地腳螺栓緊固一遍，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)重新找正
，再次開(kāi)車(chē)測(cè)量時(shí)
，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)值和頻譜圖幾乎沒(méi)有變化。通過(guò)對(duì)軸承座與基礎(chǔ)底座鉛垂方向振動(dòng)的多次測(cè)量
，確定負(fù)荷端地腳螺栓基礎(chǔ)出現(xiàn)松動(dòng)
。將軸承座的二次基礎(chǔ)打開(kāi)后發(fā)現(xiàn)墊鐵明顯松動(dòng)，且有一根地腳螺栓已經(jīng)斷裂
。為防止因振動(dòng)大而導(dǎo)致地腳螺栓的澆灌基礎(chǔ)也出現(xiàn)松動(dòng)
，將負(fù)荷端二次基礎(chǔ)打掉后，重新放線(xiàn)找正
，現(xiàn)場(chǎng)打眼
，用環(huán)氧砂漿法重新澆注地腳螺栓。之后開(kāi)車(chē)測(cè)量
，振動(dòng)值降了一半
，且兩端軸承座振動(dòng)很接近。

從頻譜圖分析得出：2倍頻及諧波基本消除

，但基頻仍然有很高的峰值
，初始判斷為失衡
。然而通過(guò)測(cè)量相位
，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)相位很不穩(wěn)定
，且變化幅度較大，無(wú)法實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡
。綜合以上信息再次判斷風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪中盤(pán)的連接螺栓松動(dòng)
。被迫再次停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)6根中盤(pán)螺栓有4根出現(xiàn)少許松動(dòng)
，有1根嚴(yán)重松動(dòng)
。處理完螺栓的松動(dòng)
，再對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡
，最終將風(fēng)機(jī)振動(dòng)值降至4.3mm/s，完成了整個(gè)故障的處理工作
。


通過(guò)實(shí)例充分證明了有些故障與轉(zhuǎn)子失衡的特征相似

，卻不一定是簡(jiǎn)單的失衡，也決不是通過(guò)簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)平衡就能解決的
。


4 結(jié)論


北京風(fēng)機(jī)廠高溫風(fēng)機(jī)在安裝

、維修與故障診斷中有一些特殊的技術(shù)要求
，這就要求技術(shù)人員在處理相關(guān)的問(wèn)題或進(jìn)行故障判斷時(shí)
，不能按常溫設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)去操作，否則輕則會(huì)影響風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行
、降低設(shè)備使用壽命
，重則會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。
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