煉化廠離心式風機的維護與保養技術

吳世奇

（中國石油大慶煉化公司，黑龍江大慶 163422）

0 引言

離心式風機的主要組成包括葉輪、轉子、軸承、輪轂、防磨板等，任何構件出現故障都會對風機的整體運行帶來不良影響，因此做好日常的養護、檢查尤為關鍵。預防性檢修也是日常維護的一項重要任務，其目的是準確識別潛在的隱患，在尚未引起嚴重故障時進行及時、有效的處理，使得風機始終保持在良好工況下運行。其中，轉子是離心式風機的重要組成零件，同時由于長時間的高負荷運行，容易出現轉子不對中、不平衡等故障。在離心式風機的日常養護中，要特別留意轉子運行情況，發現有異常振動時立即展開分析，及時采取對策，維護機組設備的安全與穩定運行。

1 煉化廠離心式風機的日常維護與保養

1.1 葉輪的清潔與維護

將離心式風機拆解后，觀察風機葉輪表面是否有灰塵、油垢，如果有，需要使用毛刷將灰塵掃干凈，對于油垢可以用紗布或棉簽蘸取少量的汽油進行擦拭。觀察葉輪焊縫處有無灰塵，可使用吹風機將夾雜在焊縫中的灰塵吹出。如果葉輪處的鉚釘有松動的情況，要使用扳手擰緊，若鉚釘有較為嚴重的磨損或生銹需要立即更換。另外，根據以往的風機維護經驗，鉚釘嚴重磨損可能是因為風機安裝不規范導致連接處產生摩擦，因此除更換磨損的鉚釘外，還要檢查風機安裝是否合理。對于使用年限較長的風機，還有可能出現葉輪局部磨穿的情況，要選擇鐵板及時補焊到磨穿位置，為保證修補效果，要求鐵板厚度必須大于正常葉輪的厚度，并且鐵板要完全遮住穿孔，焊補結束后，還要保證每一片葉輪的重量相等，同時注意避免焊接后葉輪發生變形，以焊補后葉輪表面整體、無明顯裂縫為宜。

1.2 定期更換葉片防磨頭

風機葉片的防磨頭由碳化鉻合金制成，表面硬度可以達到60 HRC 以上，主要作用是保護葉片，防止其在高速轉動中與空氣中的粉塵顆粒等碰撞而遭受磨蝕。在日常的維護保養中，重點檢查葉片防磨頭的磨損情況，并且對照相關的標準，如果發現磨損情況較為嚴重，超過了允許標準，意味著防磨頭已經失去保護葉片的功能，需要及時更換。首先將原來的防磨頭或防磨板切割掉，將切割面打磨平整后，再選擇合適的新的防磨頭、防磨板焊接到葉片上。要保證焊接后新的防磨頭與葉片型線能夠緊密貼合，并且錯臺高度差要控制在10 mm 以內，更換防磨頭后的葉片，與其他葉片之間的重量差值不得超過20 g。

1.3 軸承的檢查與更換

軸和軸承是離心式風機的重要組成部分。在日常養護中，注意觀察軸端密封情況，由于機械振動、高速轉動等原因，軸端密封腐蝕、泄漏的情況十分常見，如果檢查發現軸端磨損嚴重或有明顯泄漏情況，要及時采取更換密封裝置的措施。軸的彎曲度檢測也是設備日常維護的一項內容，使用儀器檢測軸彎曲度是否超出正常范圍，如果超出量在標準值的5%以內，可以借助工具進行校正，如果彎曲度超過標準值的5%，則需要更換新的直軸。滑動軸承主要存在潤滑不足和磨損嚴重兩種問題，在設備保養時，如果發現有潤滑不足的情況，首先要清理軸承溝槽內的雜質，如粉塵、油泥等，然后再注入新的潤滑油。如果軸承內外套有明顯的裂隙或腐蝕，或軸承內套與軸頸松動，則需要更換新軸承。

1.4 輪轂的檢測與維護

輪轂磨損嚴重或破裂在使用時間較長的風機設備中較為常見，由于輪轂的維修價值不大，在日常檢查與維護時發現嚴重磨損、破裂等情況后，直接更換即可。首先將葉輪從輪轂上取下，然后拆卸固定輪轂的螺絲，通常情況風機的輪轂與軸采用過盈配合，可以直接拉取將其拆卸下來，如果拆卸有一定難度，也可嘗試加熱法，輪轂膨脹后很容易取下。然后將軸表面與輪轂接觸的部分清理干凈，將新的輪轂安裝到軸上，擰緊螺絲后安裝葉片，完成輪轂的更換后，還要注意檢測輪轂瓢偏的大小，要偏移量不超過100 mm 位移。

2 煉化廠離心式風機的故障診斷

2.1 轉子不平衡故障

離心式風機的日常維護中，除了要做到軸承、葉片等重要構件的工況檢查與養護外，還應結合以往的經驗準確識別故障隱患，提前采取預防措施避免故障的擴大化。其中，轉子不平衡是一種常見的故障，導致這一故障的原因有多種，如轉子加工制作過程中存在瑕疵，安裝不規范，以及轉子長時間使用出現磨損等。轉子質心不在旋轉軸上，在高速轉動時產生偏心距，進而出現異常振動。

2.2 轉子動平衡測試

轉子出現異常振動后，需要計算出校正量（配重）的大小和振動相位，然后根據計算結果去調整轉子，使其重新恢復平衡。為獲得校正量與振動相位，要進行動平衡測試。常用的動平衡測試儀器有兩種，即光電傳感器和電渦流傳感器。以光電傳感器為例，其測試方法為：在離心式風機的葉輪兩端各設置一個帶有軸承座的支撐，然后在左、右支撐上分別安裝1 臺壓電式加速度傳感器，當離心式風機啟動運行時，利用傳感器采集葉輪兩端的振動信號。對于采集到的振動信號，分別做隔直、濾波、放大和預處理，最后使用數模轉換器將模擬信號轉化成數字信號。與此同時，在葉輪的轉軸處放置1 臺光電傳感器，用于收集相位基準和轉子轉速。該傳感器獲得的脈沖信號（相位信號、轉速信號）做脈沖整形處理后，也被轉化成數字信號，將兩種數字信號錄入到數據采集卡中，由計算機做進一步的分析處理，即可得出轉子不平衡的故障原因，在此基礎上進行動平衡測試，求出可以維持轉子平衡運轉的相位、振幅、校正質量等參數，為下一步的轉子維修提供了數據參考。轉子動平衡測試流程如圖1 所示。

圖1 動平衡測試流程

2.3 煉化廠離心式風機故障診斷與處理

2.3.1 離心式風機振動異常檢測

某煉化廠在日常檢測中發現離心式風機振動值偏大，技術人員根據數據采集器提供的數據，確定為轉子平衡精度差導致的，隨后使用DB-062 型轉子動平衡儀進行了測試。該機組由4 部分組成，除了離心式風機外，還有電機、聯軸器和軸承座，分別在電機兩側、軸承座兩側設置了振動測點，使用動平衡儀分別測量振動值，測點布置如圖2 所示，測試中設備參數設置為：電機的運行電壓380 V，額定功率50 kW，額定轉速1300 r/min。離心式風機的葉片數量為12 片，轉子直徑為1200 mm，轉子重量1.2 t。

圖2 機組傳動和測點位置

2.3.2 振動測試結果與故障分析

離心式風機4 個測點在不同方向上測得的振動數據見表1，可以發現軸承座4 的水平振動最為明顯，達到了13.81 mm/s。

表1 風機各測點的振動值 mm/s

2.3.3 動平衡測試將反光帶貼在風機轉軸上，將光電傳感器的探頭對準反光帶，兩者之間距離50 mm，用于采集振動信號的轉子平衡儀分別放在4 個測點處。啟動離心式風機，其轉速達到正常工作轉速后，記錄此時的振動量A，幅值為14.7 mm/s，相位為216°。選擇試重為155 g，并將試重添加到風機葉輪邊緣，相位設置為0°，重新啟動機組使其達到正常轉速，記錄下此時的振動量A1，幅值為22.2 mm/s，相位為150°。計算影響系數α：

建立平衡方程：

將式（2）變換，并帶入式（1），可得：

根據式（3）可知，實際配重為108 g，相位為263.2°。對葉片進行配重后，使機組達到正常轉速，再次測量4 個測點的振動值，統計結果見表2。

表2 動平衡后風機各測點的振動值 mm/s

對比表2 和表1，可以發現轉子經過動平衡處理后，各個測點的振動值均有所下降。尤其是軸承座4 在垂直和水平方向上的振動改善效果明顯，達到了機組穩定、安全運行要求。

3 結語

在離心式風機的日常養護中，應重點做好葉輪、軸承、耐磨板等重要構件的檢查、養護，保證風機始終以良好工況運行。風機轉子異常振動是一類常見故障，可通過動平衡測試，確定并添加配重，使振動量重新回歸到正常范圍以內。下一步，煉化廠還要繼續完善風機養護管理制度，確保日常維護、保養落到實處，進而保障風機等重要設備穩定和可靠地運行。