广西柳州钢铁集团有限公司烧结厂 柳州 545002
摘要:柳钢烧结厂余热发电系统共有5台热风循环风机,至今已经运行有8~10年了。由于风机的叶轮及壳体磨损严重,以及风机振动大、轴瓦损坏等故障频发,需对余热锅炉循环风机进行分析,找出故障频发原因。本文以3#360循环风机改造所采取的措施以及取得的效果,为其它几台风机的改造提供借鉴数据。
关键词:循环风机;轴承损坏;叶轮磨损;供油故障
Abstract:There are 5 hot air circulation fans in the waste heat power generation system of Liugang sintering plant,which have been running for 8 ~ 10 years.It is necessary to analyze the circulating fan of waste heat boiler and find out the causes of frequent faults,such as serious wear of impeller and Shell of Fan,vibration of fan and damage of bearing Bush,etc..In this paper,the measures taken and the results obtained in 3 # 360 circulating fan reconstruction are used as reference data for the reconstruction of other fans.
Index Terms:Circulating Fan;bearing damage;impeller wear;oil supply failure
1 概述
3#360循环热风风机(型号:Y6-2x51-32.5F),至今运行已有8年。随生产节奏加快,设备运行时间长,风机负荷增加,导致风机故障频发,停机检修、突发事故次数增多,增加了维修成本,而且严重影响生产和循环风机的使用寿命。因此,为了确保风机安全、有序、高效的运行,对该循环风机进行全面的检查、修复并做好防磨处理,有效的解决了诸多问题,大大延长了风机的使用寿命。
2 循环风机常见故障及分析
2.1 轴承座振动大,轴瓦损坏故障
轴承座振动过大容易出现轴瓦损坏,导致设备故障,从而影响循环风机的使用寿命。引起轴承座振动大的原因有:①转子不平衡;②风机与电机不对中;③机械松动、轴承损伤及轴承间隙过大;④系统气流不稳定造成风机振动大。该风机具体参数为:风量1460000M3/h,风压7000pa,转速730r/min,叶轮直径3250mm。目前频率在83hz左右就能满足生产需求,风机振动情况偏大如表1所示:
.png)
(表1)
由上表可知频率在83hz时,轴承座三个方向的振动值都大,导致风机保护跳闸(保护跳闸值设置值为10mm/s)。首先用动平衡仪器测量,通过频谱分析、故障诊断,确认风机振动超标原因是叶轮不平衡,排除了机械松动和系统气流不稳定造成的风机振动大等原因。对于其他原因导致的振动,需采用其他技术手段处理。
为了保产,只能把风机频率降至70hz运行,所以风机在高振动值运行已有一段时间,不排除轴瓦已损坏。开瓦检查发现传动端与非传动端轴承座下瓦都托底,导致轴瓦巴氏合金磨损严重(如图1、图2)。
.png)
(图1)
.png)
(图2)
2.2 风机叶片磨损快
平均每个月停机检查发现风机叶片磨损严重,磨损表现如下:叶片磨成刀口状,有些叶片已磨穿洞。分析后得出结论,磨损原因是由于风机运转后带动含有大量高温粉尘颗粒,并与叶轮摩擦,导致风机叶片及壳体磨损严重。(如下图)
2.3 风机供油系统故障
供油系统故障也不可小视。曾因稀油站电气故障导致缺油轴瓦烧损,锅炉被迫停产;也有岗位操作人员对设备不熟悉、麻痹大意、操作失误等导致运行中的风机缺油烧毁轴瓦等故障。
3 常见故障的对策
3.1 轴承座振动大,轴瓦损坏故障的对策
滑动轴承的刮削工艺要求较高,技术性较强,一旦刮削不良或间隙调整不当,就会导致烧瓦事故的发生,在此文中本人将介绍一下滑动轴承的刮削工艺方法:①轴瓦安装及检测瓦背与瓦座的接触面积首先将机体瓦座与轴瓦瓦背的贴合面搽干净,刮削前,仔细检查轴颈是否光滑,是否有锈蚀、碰伤等缺陷,如有应先设法消除;然后检查轴颈和轴的接触情况,即在轴颈上涂上薄薄一层红丹粉,接着将轴颈装于轴内,用手向正反方向转动两三转,检查轴承上着色点的分布情况。刮削时,应根据情况采取先重后轻,刮重留轻,刮大留小的原则。当瓦背与瓦座接触面积达到70%以上才算配合良好。②刮削轴瓦要以轴为基础,将下瓦安装在机体的瓦座中,将轴压在两下瓦中,将风机顺着旋转方向转动2-3圈,测量轴的水平度后进行粗刮、细刮接触点和接触角,直到接触面达到50%左右、轴的水平度在0.25mm/1000mm才进行下一步精刮。精刮接触点要达到每25mm×25mm面积内不少于5个点才算刮完。最后在瓦的接触部分刮存油点,以保证轴瓦的良好润滑条件。调整轴瓦的间隙很重要,过大会引起风机振动降低轴瓦使用寿命,过小会导致烧瓦事故的发生。顶间隙应为轴与轴瓦设计配合公差的下差,侧间隙要求为顶间隙的80%-100%,轴向间隙要求为1-3mm。为最终确定轴瓦结合面垫片的厚度,用压铅法测量轴瓦的顶间隙过小,并用0.15mm薄铜片来补偿。③对两轴承座对分面水平度进行测量,保证其不水平度轴向≤0.04/1000,横向不水平度≤0.08/1000,主轴水平度≤0.04/1000。最终轴瓦修复完成。
.png)
3.2风机叶片磨损快的对策
针对风机叶轮各部位的损坏情况,采取不同的修复工艺。主要使用RK180耐磨板处理,防磨元件为耐磨陶瓷,厚度为3.5mm,迎风扣陶瓷厚10mm。由于风机使用了合金钢,维修叶轮时需要特殊的焊接技术。对于风机壳磨穿,我们采用耐磨陶瓷块来贴满机壳内壁,可以解决机壳再次被磨穿的问题。
在修复完轴瓦和修补完风机叶轮后再次做动平衡,架设好光电传感器、反光标识、加速度传感器,将风机开至平衡工作转速657转/分,初始平衡数据采集焊接试重块,试重重量、位置必须选择正确,前盘后盘上平衡配重的总面积不能过大,否则会影响动平衡的效果,一般选择试重大小为其离心力为转子重量的10%左右,配重的最大厚度不能超过前盘厚度,配重块必须连续满焊,焊角长度等于配重快厚度,配重块应位于前盘外表面并且在相邻叶片焊缝的中间试重位置选择为叶轮重心高点。采集器计算结果出来后将试重去除后,焊配重进行平衡测量,焊上残余配重,经过几轮调配,风机转频振动幅值大幅度下降,在频率90hz运行下振动总值下降至最终的0.5mm/s,完全满足循环风机运行的技术要求,达到了预期效果。(如表2)
.png)
(表2)
另外,为减少热风夹杂的粉尘颗粒对叶轮的损伤,在原有的除尘器里用200mm的槽钢制作多层交错的挡尘带,可使除尘效果更可靠。
3.3 风机供油系统故障的对策
针对供油系统故障,首先对操作岗位人员进行培训,让操作工了解锅炉循环风机的一些基本参数,了解该风机的供油、冷却方式,进油压力的大小(该风机一般控制在0.1Mpa-0.25Mpa之间),只要某一项工作操作不到位都将导致风机故障。考虑到电网事故停电又无其他补救措施。同时,操作工不仅仅只会开机,还应学会判断和维护好风机,如平时的点检要观察轴承座是否有泄漏现象;停机时间对冷油器进行清洁;定期检查叶轮的磨损,裂纹和不平衡状况;保证轴衬箱冷却水供应正常;定期清除机壳的积污,以避免风机性能的下降。
4 改造效果
通过对上述问题的攻关改造,实践证明效果显著,风机叶轮磨损从改造前平均每个月需修补一次延长到3至5个月修补一次,因振动大引起的瓦崩裂、跳闸没有出现过,风机失衡也没有发生过,操作工误操作也没有发生过,改造后的循环风机结构合理,性能优良,工作效率大大的提高,平衡性能改善,降低了维修工人的工作量,有效的保证了生产的连续性,不仅每年可减少材料费,备件费,等。而且对稳定生产贡献更大,其经济效益十分可观。改造过程中本着节约,高效的目的,做到了原有设备效能最好的发挥,大大延长了风机的使用寿命,具有非常积极的意义和推广作用。
参考文献:
[1]《风机维修手册》 邵泽波 主编 化学工业出版社
[2]《设备润滑基础》(第2版) 胡邦喜主编 冶金工业出版社
[3]《机械设计手册》(第4版) 成大先主编 北京化学工业出版社
[4]《风机产品样本》(上册)孙研 主编 机械工业出版社