煤气鼓风机故障振动分析与修复

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　　宁夏某煤化集团有限公司现有两台D1450离心鼓风机，其运行方式为一开一备，主要作用是输送煤气，保证焦炉产生的煤气能够及时抽走，为后续的煤气净化保证一定的压力。当鼓风机出现故障停机，一方面给企业正常生产带来损失，另一方面焦炉煤气无法及时供送，使得焦炉煤气对环境造成严重污染。

　　1、离心鼓风机在煤化工的重要性及工艺背景

　　离心鼓风机是煤化工煤气输送的关键设备，它不但在焦化生产中起至关重要作用，而且在整个流程中属不可或缺的关键设备。从焦炉来的荒煤气、氨水、焦油首先在气液分离器进行气液分离，分离出的粗煤气分别进入初冷器;在初冷器上段，用循环水间接冷却煤气冷却至45℃，再经下段制冷水间接冷却，使煤气进一步降温至22℃，冷却后的煤气进入电捕焦油器，最后进入煤气鼓风机，煤气鼓风机最主要的作用就是对煤气进行加压。它的运行正常与否，直接影响系统安全稳定。为此，努力保证煤气鼓风机完好是设备管理工作的重任。

　　该煤气鼓风机自投运以来一直运行良好，正常情况下，振动是一种随机振动，振动参数总是在某一平均值附近波动，随时间变化而变化的现象不明显。在2012年4月14日，突然出现机组振动加剧。由于机组仅安装了位移报警连锁，没有安装振动报警连锁，所以集控室显示设备正常，我们操作人员根据操作经验，采用了紧急停车。

　　2、鼓风机产生振动原因分析

　　D1450鼓风机机组主要由电机、液力偶合器、增速器、离心鼓风机本体、润滑系统、现场检测仪表以及进出口管道必备阀门等组成。其主机由定子、转子、轴承、轴承箱和底座等构成。针对现场振动，做如下原因分析：

　　(1) 转子的不平衡量(偏心质量和偏心力矩)

　　机组在投入运行的一段时间后，随着压力负荷的增加，其振幅会发生变化，一般是由小到大的趋势。

　　引起振动原因主要有以下几点：

　　  · 转子叶轮叶片和轮盘的腐蚀;

　　  · 局部的气流冲刷，不均匀腐蚀和穿孔;


　　  · 转子叶轮流道的堵塞。


　　(2) 气流喘振因素

　　离心风机喘振就是风机小流量下的一种不正常情况。喘振现象包括两方面的因素：离心鼓风机的气流在一定的条件下出现“旋转脱离”是产生喘振的内在因素;与离心鼓风机联合工作的管网系统的特征是其外界条件，只有外界条件适合于内在因素时离心鼓风机才发生喘振现象。

　　鼓风机产生喘振时的特征表现主要有下列几种：

　　  · 气流参数产生大幅度脉动;


　　  · 声音异常，一般会发生周期性的脉动噪音、周期性的低频吼叫声或喘气声;


　　  · 机组振动加剧，一般多为低频振动，振动频率与管网容量的平方成正比。

　　喘振现象产生的原因除上述机理外，还有外界客观因素，如化工工艺控制;系统压力突然升高到高于排气压力;进气温度升高，鼓风机排气压力下降，低于系统压力，进气吸力下降造成鼓风机排气压力成比例降低，鼓风机出口有异物等均能使机组发生喘振。

　　(3) 转子安装不当造成的叶轮和定子轴向位置发生干涉引起的振动

　　主要表现在动静部分发生摩擦，机组温度过高，密封套部件变形磨损起不到密封作用。导致密封间隙过大，气流经过风机时，轴向力过大，转子在定子中的轴向位置发生窜动，引起振动。

　　其他有关振动产生的常见原因有：

　　  · 转子主轴发生弯曲，机械跳动超差;


　　  · 转子与定子发生碰撞摩擦;


　　  · 电气元件安装不当。如铂热电阻、测振探头、温度计等仪表元件。

　　(4) 机组轴系找正原因

　　电机、偶合器、风机之间的轴系找正。按照机组找正曲线进行找正，检修后进行机组整个轴系的重新检查。

　　(5) 轴承故障引起的振动

　　主要原因有：

　　  · 油膜引起振动。轴承间隙过大和过小都无法形成起润滑保护的油膜。瓦块再起不到润滑作用时，就会发生瓦块磨损甚至烧坏瓦块巴氏合金，轴承起不到支撑和止推作用，从而使得机组发生振动。


　　  · 轴承压盖部件松动。轴承箱内轴承压盖螺丝松动或机体底座螺丝松动，机组运行时无预紧力也会发生振动。


　　  · 油品、油质问题。国家标准油品化验要达到NAS7级。润滑系统的油质回油温度过高或润滑油含杂质，油品长期润滑变质。


　　  · 润滑油进、出油管路堵塞。

　　离心鼓风机产生振动的原因是复杂的的，经综合分析，此次风机振动主要为：

　　  · 轴承箱内轴承压盖螺丝松动;


　　  · 密封磨损严重，密封间隙过大;


　　  · 轴系问题，风机与变速器不同轴。

　　3、修复方法

　　(1) 定子部分

　　拆解机壳中分面螺栓、地脚螺栓，拆卸机壳大盖;拆卸轴承箱盖，轴承;吊出转子;拆卸上、下机壳密封套;机壳、隔板喷砂处理;机壳中分面抛光轮清理;按照图纸重新照配密封套。

　　(2) 转子修复

　　  · 转子喷砂除锈，保护好轴径、推力盘、联轴器等部位;


　　  · 手工清理喷砂不干净的地方;


　　  · 转子叶轮着色探伤检查，发现叶轮完好无裂纹;


　　  · 转子按合格证明书打表检查机械跳动。打表检测，发现转子轴变形弯曲0.28mm，参照设备运行技术要求，确定主轴报废不能使用，对此我们及时跟厂家取得联系，更换一台新转子。


　　  · 热拆原转子联轴器，标记位置;


　　  · 把旧联轴器热装于新转子上;


　　  · 打表检查转子各项跳动并检查电气不圆度，操作规范参照陕鼓典型工艺手册。


　　  · 转子低速动平衡。

　　转子重量1038kg，平衡精度G1.6，允许不平衡量3954.3g·mm，工作转速4340r/min，磨削去重，磨削深度不大于0.4mm，粗超度Ra6.3，光滑过渡。

　　(3) 机组现场组装

　　按照典型装配工艺进行。

　　  · 方向同轴度≤0.03mm，垂直方向转子中心低0.08～0.12mm;


　　  · 检查隔板同轴度，隔板与机壳同轴度≤0.025mm;


　　  · 转子轴向对中定位;


　　  · 按鼓风机出厂合格证照配更换鼓风机全套密封、油封;


　　  · 根据要求配钻支推轴承上轴瓦测温孔及止动销孔;


　　  · 根据要求配钻支撑轴承上轴瓦测温孔及止动销孔;


　　  · 按照合格证调整支推轴承、支撑轴承间隙及过盈;


　　  · 扣合上机壳，检查自由间隙;


　　  · 调整风机与变速器的同轴度，使之符合煤气鼓风机机组安装要求;


　　  · 安装联轴器及护罩，检查各螺栓是否松动。

　　4、效果评价

　　机组检修结束，经启动试车，风机转速逐步提高至3800r/min后，使用手动测振仪检测风机的振动在0.08um范围，同时使用测温仪测轴承温度小于48℃，电流稳定在34A，在运行48小时后停车备用。

　　来源：煤化工知库公众号

xzzhangfei

学习了！
但是通篇读下来，不像是做振动分析，倒像是大修。