動葉可調引風機軸系故障處理

黃兆飛 謝三山 王充 李虹霖

摘要：對動葉可調引風機軸系的問題處理的過程進行介紹和分析，得出產生故障的三種可能的原因，并按照這三種原因進行處理。最后對整個故障處理中的經驗和不足進行了總結。

關鍵詞：動葉可調風機;軸系故障;分析;處理

1.設備簡介

云南某電廠1#爐 600MW燃煤機組，兩臺引風機采用單級動葉可調軸流風機YU17056-02。該引風機運行初期引風機本體性能穩定，軸承溫度、振動等指標均在正常范圍內，振速一值保持在2mm/s以下。

2.故障的出現及檢查處理

1#爐A引風機風機在運行過程中，振動逐步增大，振動已達4mm/s以上，氣流有明顯沉悶的異音。為了查明事故原因，主要檢查內容有：

（1）葉片的同步性。檢查葉片開度一致，同步性好，內部曲柄、滑塊等完好;

（2）葉柄螺栓。確認葉柄螺栓連接緊密，無松動現象;

（3）支撐板。錘擊法進行檢查，連接完好，無松動現象;

（4）軸承箱連接。軸承箱與支撐法蘭固定螺栓近葉輪端有2顆松動;

（5）軸封（氣封）。軸封處下端與輪轂有摩擦;

（6）測振探頭。兩測點均為水平測點;

檢查后，對軸封摩擦處進行打磨，擰緊松動螺栓。處理完畢后隨爐啟機，啟機后振動情況未有明顯好轉。

3.振動測試及原因分析

為了更好地分析振動原因， 采用頻譜測試儀（Bruel & Kjar Vibro）對1#A引風機振動情況就地進行實測，在機殼外壁實測1#A機殼中分法蘭處振速13～15mm/s rms，振幅82.3左右，并發現在89.38Hz左右有一極大峰值，達到7.18mm/s pk。風機的實測頻譜圖如下圖1所示?，F場分析認為，產生該頻率振動的原因主要有3個[1-3]：

圖1? 1#爐A引風機頻譜圖

3.1 氣動方面

對比#1爐A、B兩臺風機，運行參數一致性較好，開度、電流等基本一致，且風機運行狀態遠離理論失速線，因此排除失速搶風的可能。另兩臺風機布置一致，雖布置存在一定不合理，但不是造成振動的原因。氣動方面原因可以排除。

3.2 局部激振

風機運行隨開度增大，振動值減小，隨開度減小，振動值增大。造成此現象可能由于局部螺栓松動或連接松動，使殼體不能有效固定。

3.3 軸承損壞

經查NU260軸承頻率91Hz，NU360資料暫無，此次振動頻率89Hz，因在軸承頻率范圍內，軸承可能損壞;

4.風機出現嚴重事故

盡管已經建議立即停機檢查，但是由于種種原因未能及時停機。檢查后不久，#1A引風機軸承溫度突然升高至105℃，振動值達到20mm/s rms左右，立即停機檢查，近葉輪端軸承嚴重燒壞，主軸磨損，葉輪轂盤變形嚴重，機殼支撐法蘭輕微變形，所有的葉片高度方向上平均減少2mm，設備造成較大損壞。

事故風機在廠家經過近半個月的搶修，才修復完成。

5.事故原因再分析

事故發生后，從軸承供應商處獲得NU360的故障頻率數據，為89Hz，與現場測試時峰值最大處的頻率一致。說明軸系損壞是從軸承開始的。在軸承發生嚴重損壞之前，軸承已經開始出現問題。

根據嚴重損壞的軸承箱實物，也可以判斷軸系的嚴重損壞是從軸承開始的。其中近葉輪端的NU360損壞最為嚴重，內圈斷裂，所有的滾子均已磨平，外圈斷裂。對損壞后的軸承外觀和損壞痕跡進行仔細研究，研究人員經過討論分析結果如下：

a.由于損壞軸承為風機的兩側，中間軸承未發現任何損傷，且損壞軸承嚴重部分為驅動端軸承的上部分，另一端軸承的下部分，出現此情況的極大可能性為安裝時設備對中出現了誤差。

b.拆卸的時候發現風機驅動端端蓋螺栓有拉伸松動的現像，這一現象也可能造成軸承類似情況的損傷，其根本原因也為螺栓松動后，引發的不對中造成。

c.內圈與滾動體損傷為不對中引發的后續損傷，滾動體卡死，產生滑動摩擦，溫度急劇上升，然后造成軸承內圈破裂。

另外不排除如下原因：油質問題：如果稀油油質污染，導致滾柱磨損，同樣會出現如上分析結果。

6.建議與處理

根據上述分析，提出如下建議：

6.1 因軸承損壞嚴重，軸系的損壞又是從軸承開始的，建議更換更好品牌的軸承如SKF或者FAG;

6.2 對安裝過程進行嚴格可控制，確保每一步都檢測合格;

6.3 對這個潤滑系統進行清洗，確保干凈無雜質。

1A返廠引風機，在回裝的過程中出現三個難點和問題。軸承座按照廠內要求進行回裝，近電機端軸承座下落穿過鉸制螺栓后，間隙60um;葉輪端加上葉輪后，測量底部間隙200um，機殼支撐法蘭近中分面位置處間隙基本為零，說明支撐法蘭中分面處已經發生收縮變形，現場通過對兩側輕微打磨和增大葉輪端壓力的方式，使間隙降至50um以內。

葉片回裝的過程中，發現每片標準葉片均超長3～4mm。使用單片葉片測量機殼間隙，發現機殼間隙基本均勻。懷疑機殼出現均勻周向收縮，具體原因不明。檢查軸封間隙，最大處4mm（底部）。

軸承座和葉輪安裝完畢后，連接軸系，對對中度進行檢查，發現兩聯軸器張口與要求相反，和標準安裝值差距過大。未做調整前的張口數據為：葉輪端膜片聯軸器下張口0.15mm，電機端膜片聯軸器上張口0.11mm。重新對中后張口數據能夠滿足要求。

1A引風機其他部件復裝完畢后，郵箱清理完畢后，空機試轉，通頻值1.9mm rms，振動優良。

7.結論

在整個故障處理的過程中，頻譜測試儀（Bruel & Kjar Vibro）在定位設備故障部位時發揮了重要的作用;在對事故實物的分析中，對軸承失效的原因分析也是十分到位的;后續的處理措施做得也很合理周密。不足之處是以后碰到類似問題時，要注意多方面收集數據反復驗證，比如這次事故發生前，如果能夠從DCS控制室里獲取振動趨勢的變化曲線，那么就能從上述幾種可能的振動原因中準確判斷軸承出現了嚴重故障了。

參考文獻：

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[3]昌澤舟等.軸流通風機使用技術.北京：機械工業出版社，2005