離心式一次風機故障頻繁分析與治理探討

王航

摘 ?要：針對蘭州西固熱電有限責任公司（以下簡稱“西固公司”）2×330 MW機組投產以來豪頓華生產的L3N 2213.04.00 SBL6T型離心式一次風機運行中出現的一些缺陷和問題進行原因分析，并根據現場的缺陷處理和檢修實際總結出了一些檢修維護方面的經驗和方法，并結合現場檢修作業的向導性規范供大家分析探討。通過對一次風機各類故障處理的全過程進行記錄，為電廠機電一體化檢修處理大型轉機綜合類型缺陷（例如振動、溫度、滲漏等）提供了一定的實踐經驗和一個生動可靠的模板，與此同時，還給電廠技術管理和檢修調度提出了更高的要求，發人深思。

關鍵詞：一次風機;軸瓦式電動機;軸瓦振動;研刮處理

中圖分類號：TH432 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.138

1 ?一次風機缺陷及問題概述

西固公司2×330 MW機組自2009年投產以來一次風機一直運行不穩定，風機機械側軸承長期在65 ℃左右運行，機械側軸承與電動機軸瓦漏油問題無法徹底解決。特別是2011年B級檢修后，風機缺陷非但沒有消除，反而有加重的趨勢，故障較為頻繁。一次風機缺陷主要集中在以下幾個方面：①電動機推、承力軸瓦振動超標，長期在0.20～0.30 mm運行;②風機推力側軸承，電動機推力、承力側軸瓦長期溫度高，平均在65 ℃左右，先后于2011-08、2011-12、2012-02、2012-04發生了四次軸承或軸瓦燒損故障;③風機推力側軸承、電動機推力、承力側軸瓦端蓋漏油嚴重，有一兩臺風機漏油情況已到非常嚴重的地步，甚至每天都需要補加一次油品。

2 ?一次風機故障頻繁的原因

電動機軸瓦的軸向振動會對風機推力軸承產生很大的軸向力，而滾動軸承軸向載荷的承載非常有限，長期受力做功，必然會引起溫度的升高。同時，軸瓦本身的振動對其自身也是一種破壞，必然造成潤滑油膜的破壞，進而導致瓦溫無法控制。另外，電動機軸瓦的三向振動會在很大程度上破壞油封間隙，最終造成油封損壞而大量滲漏。

整治小組經過對軸瓦進行解體檢查發現，軸瓦工作面偏移造成軸瓦接觸角變小;軸瓦工作面接觸點過少，分布極不均勻;軸瓦工作面約2/3未承載受力;在其工作面，潤滑油渾濁并有金屬粉末;測量軸瓦進、出油間隙過小，不符合實際需求。這幾種軸瓦缺陷都會導致在風機運轉時瓦面油膜缺失或供油不足而發生干半磨。

3 ?一次風機電動機軸瓦振動原因及解決

3.1 ?轉子不平衡造成的電動機軸瓦振動

以1號鍋爐A一次風機為例分析電動機空轉的頻譜，就地對電動機頻譜儀顯示：電動機單轉前、后軸瓦振動大（前端軸瓦垂直振動0.65 mm，水平振動0.37 mm;后端軸瓦垂直振動0.85 mm，水平振動0.43 mm），一倍頻大，也有明顯的二、三、四倍頻，非驅動端有較大五倍頻。

對于電動機空轉振動偏大的問題，項目組堅持從源頭抓起，為下一步的鍋爐專業固定連接和電動機找正工作爭取打好設備基礎。通過頻譜分析，判斷造成電動機空轉振動大的原因為電動機轉子不平衡，立即現場進行電動機轉子動平衡工作，經試驗測算后，在電動機后端平衡盤上安裝配重256 g，以消除轉子的不平衡。試轉結果：電動機前、后端軸瓦振動良好，達到了預期目標。

利用此方法，西固公司一次風機治理小組完成了#1、#2鍋爐4臺一次風機的電動機空轉試驗。試驗發現，4臺電動機均有不同程度的轉子不平衡問題，所以進行了轉子動平衡試驗工作。將電動機空轉的最大振動均控制在0.03 mm以內。

3.2 ?地腳剛性較差導致的軸瓦振動

依舊以1號爐A一次風機為例，當電動機空轉動平衡試驗完成后，鍋爐專業對電動機進行找正和固定連接工作。

根據電動機軸瓦垂直振動大、水平較小的現象，初步判斷電動機在地腳剛度方面存在問題，立即將電動機吊出，重新處理電動機基礎。將原先所加的尺寸偏小的10～15片薄銅找正墊全部更換，采用了新加工的大張的尺寸為500×200 mm的找正銅墊，重新進行精密找正工作;嚴格控制每個電動機地腳的找正墊數量，防止找正墊加多后造成電動機地腳剛性減弱。工作結束后，一次風機帶負荷試轉，振動值≤0.05 mm，符合標準，達到了檢修要求。

3.3 ?蛇形聯軸器老化等造成的軸瓦振動

現場測取的電動機驅動端軸瓦水平方向的振動幅值明顯高于垂直、軸向的振動幅值。電動機軸瓦水平方向的振幅為265 μm（峰值），電動機驅動端水平方向的振動值較大，僅從振動值上看，似乎是電動機的問題。

依據上述分析可以得出結論，電動機與風機之間的聯軸器存在變形和齒面凹坑情況，且聯軸器簧圈變形是引起振動幅值隨負荷顯著變化的根本原因。經過對蛇形彈簧聯軸器的更換及對聯軸器中心的重新調整，電動機的異常振動現象消失。

4 ?電動機前、后軸瓦研刮處理

針對軸瓦缺項，整治小組決定通過軸瓦研刮來解決該問題。

以2號鍋爐B一次風機軸瓦為例，首先進行球面瓦球面的研刮，保證其和瓦座的充分接觸、潤滑良好;球面與基座周界局部間隙不大于0.08 mm，長度不大于5 mm，累計長度小于周界長度的25%.然后進行瓦面的研刮，工作面接觸角控制在60°～75°;控制接觸點每10×10 mm2不少于2點;軸表面光滑，無毛刺和棱角，橢圓度、圓錐度不大于0.05 mm;研刮控制進出油間隙，控制調整膨脹間隙為2 m，推力間隙為0.40 mm，軸瓦頂部間隙為0.30 mm。最后，鑒于此一次風機軸瓦上蓋固定螺栓偏小，剛度不夠，有可能引起軸瓦振動，項目組決定再在外蓋頂部外緣加一張0.10 mm厚的銅皮，以彌合軸瓦座上蓋與瓦蓋頂部之間的間隙，增加軸瓦剛度。

完成上述所有工序后全面恢復，在全天溫度最高的時候先進行了8 h的電動機空轉，軸瓦溫度控制在了50 ℃以內，再進行帶負荷試運轉，溫度控制在53～56 ℃之間。

綜上所述，通過對4臺一次風機電機軸瓦的研刮和瓦口、瓦頂之間的間隙調整，基本解決了長期困擾我們的電動機軸瓦溫度過高問題。

5 ?在線放油裝置的安裝

通過在線放油裝置的安裝，解決了油質惡化造成的風機軸承潤滑冷卻失效問題，控制了一次風機械側推力軸承溫度過高的問題。

就當時公司實際情況，不具備風機軸承座改造的時間，整治小組通過討論，創造性地提出了在線換油的設想并付諸實踐。原理如下：利用原有風機推力對軸承座上前后兩個油位觀察孔中的一個進行改造。拆下原有放油孔上的有機玻璃，利用放油孔上原有的絲扣引出一段鋼管并加裝一個小球閥，接在軸承座外部一處可靠、便于操作的位置。如果在運行中，油品惡化發黑造成軸承溫度高時，檢修人員要一邊在軸承上部加油孔注油，一邊通過加裝的放油管路將發黑的油品放出軸承座。這樣就可以保證風機在不停運的情況下完成油品更換工作，從而實現控制軸承溫度的目的。

6 ?磁力油擋的加裝

磁力油擋的加裝，徹底解決了一次風機軸承、軸瓦座漏油的缺陷，現場文明生產煥然一新。

磁力油擋技術是近些年發展起來的一項高新技術，它在轉機滲漏治理、汽輪機氣封等方面較之傳統工藝發揮出了不可比擬的優越性。本次一次風機整治，我們選擇了秦皇島華宇通電力科技公司的組合式密封油擋。

組合式密封油擋是結合了浮動式和無間隙油擋的優點而形成的一種替代產品，其密封理論既有油膜密封理論，又有間隙密封理論，基本組成結構分為外環和內環。內環采用了高分子復合材料，經過特殊的工藝鑲嵌在金屬材料上。在膨脹時，復合材料依附在金屬材料上，因此整個內環的膨脹為金屬的膨脹，很好地保證了密封間隙的穩定性。密封面利用了高分子材料的特點，所以使內環與轉動件之間的間隙最小化，達到了很好的密封效果。

7 ?一次風機治理的思考和啟發

對于西固公司這樣一個老企業，幾十年的科層制度和車間管理模式已經越來越不利于企業的經營和發展，尤其是類似一次風機這種機電一體化的綜合問題，專業與專業之間的溝通協作一直是困擾我們的難點問題，而團隊模式恰恰是解決這一矛盾的靈丹妙藥。

通過本次治理工作，西固公司設備和檢修隊伍得到了鍛煉，開闊了視野，堅定了信心，它的成功不僅保證了2×330 MW機組鍋爐一次風機的正常運轉帶負荷，更重要的是它為我們以后的轉動機械檢修積累了寶貴的實踐經驗，對西固公司的安全、穩定生產帶來了極其深遠的影響。

參考文獻

[1]韓捷，張瑞林.旋轉機械故障機理及診斷技術[M].北京：機械工業出版社，1997.

[2]秦樹人.齒輪傳動系統檢測與診斷技術[M].重慶：重慶大學出版社，1999.

[3]陳進.機械設備振動與故障診斷[M].上海：上海交通大學出版社，1994.

〔編輯：王霞〕

Analysis and Treatment of the Frequent Failures of a Centrifugal Fan

Wang Hang

Abstract： Lanzhou Xigu thermal power limited liability company（hereinafter referred to as “Xigu company”）2 * 330 MW generating units put into operation since Haodunhua production L3N 2213.04.00 SBL6T type centrifugal a wind machine operation in some of the defects and problems in carries on the reason analysis， and according to the site of the imperfections on processing and maintenance practice， the paper summarizes the experience and methods of some maintenance， and combined with on-site maintenance wizard specification of. Through the whole process of a wind machine various types of fault treatment were recorded for the mechanical and electrical integration of maintenance of power plant processing large rotary type synthesis defects（such as vibration， temperature， leakage， etc.）provides some practical experience and a vivid and reliable template. At the same time， back to the power plant technology management and maintenance scheduling put forward higher requirements， thought-provoking.

Key words： a fan type motor; bearing; bearing vibration; scraping treatment