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水泥厂使用离心风机的注意事项
作者:admin??更新时间:2017-08-05

前言

离心风机是水泥厂用得较多的生产设备,由于风机工作环境较为恶劣,且运行中的转速较高,所以,运行中的轴承温度高、轴承座振动大、地脚螺栓断裂及基础磨损等问题比较突出,因此,如何正确地维护和使用离心风机,对于提高系统设备运转率,保证正常安全生产有很重要的意义。在此,我们把离心风机使用中的一些问题及处理措施介绍如下,供同行参考。

1 问题及处理措施

案例一: 轴承发热问题

1000t/d篦冷机的1号风机为9-19№7.1D,电机为Y250M-2,55kW,运行中轴承温度较高,一次轴承温度升至90℃,超过允许使用温度约10℃,为继续生产,只得用水冷却,并将转速由2970 r/min降到2700r/min,但3小时后轴承温度还是降不下来,最后轴承发热抱死,电机跳停。停机后检查发现,两个22316CA轴承并未缺油,也未跑内、外圈,风机的振动当时也不大,因此,怀疑是轴承本身问题引起,长时间温度较高,造成轴承失效。更换两个22316CA轴承后,转动灵活,但开机后,轴承温度又快 速升高,且升高的速度并未下降,只得再次停机处理。后分析认为,造成轴承温度高的原因是轴承工作时的游隙较小,这可能是轴承本身游隙较小或紧固轴承座盖联接螺栓过紧引起的。检查发现,同一批次的轴承的游隙为0.06mm,而查轴承手册,22316轴承的游隙为0.05~0.08mm,这说明,轴承本身游隙没有问题,但是,22316轴承的极限转速在用油润滑时为2600 r/min,低于正常生产时的2970 r/min,即轴承的选用是有问题的,对此认为,采用22316CC/W33轴承时,用油润滑时其极限转速为3000r/min,是比较合适的,但当时这种轴承没有货,为了生产运行采用了加大轴承工作游隙的办法处理,即让轴承座与上盖之间的接合面留有间隙,但这样一来,联接螺栓容易松动,可能会跑外圈,对此,我们在轴承座与上盖的结合面上加三层描图纸,联接螺栓还是按原来的程度拧紧,试车时,轴承温度正常,生产后运行中轴承温度只有52℃,轴承温度高的问题得以解决。

在离心风机的使用中,轴承温度较高是常见故障,引起轴承温度高的原因有以下几点:一是润滑不良,油(脂)变质或缺油(脂);二是轴承的装配质量不良,预紧力过大,造成工作游隙小等;三是轴承本身质量不良,如原始游隙不合要求,或滚子或套圈有缺陷等;四是风机振动大轴承承受冲击负荷等;五是轴承冷却不好,通风或通水量不足等。对于轴承的选用,使用单位一般会按照设备厂家的原型号换用,而不大注意选型是否合适,从以上的事例看,是轴承选用不当造成的。由于离心风机的轴与轴承的配合一般选用H7/js6(或者H7/k6),而轴承与轴承座孔的配合一般选用JS7/h6,这样的配合不会太紧,对轴承游隙的影响有限,对于转速较高,工作温度较高的离心风机,由于轴承座与上盖的联接螺栓的拧紧一般情况下并不用扭力搬手,为了防松,拧紧力常常过大,从而使工作游隙变小,进而造成轴承发热而引起温度高;或者由于轴承工作游隙小,导致自由端轴承不能随轴热胀而自动移动,使两轴承承受的轴向负荷过大,引起轴承发热损坏。因此,生产中更换轴承时,尤其是转速较高及工作温度较高的离心风机的轴承,要注意轴承的选用,一要注意其极限转速是否合适,二是要选用原始游隙较大的C3组轴承。


2. 进风喇叭口与叶轮入口的径向及轴向间隙

离心风机的进风喇叭口与叶轮入口的径向及轴向间隙有严格要求,配合间隙太小,运行中会碰擦产生振动,配合间隙大,则影响风机的效率。我公司一台Φ2.6×13m水泥磨的收尘器风机为G4-73-8D,Y180M-4,18.5kW,在更换风叶时,因叶轮尺寸与原厂家的不同,其轴向尺寸比原来的大50 mm,入口处直径也较原来的大,但更换时不注意,只是把进风喇叭口修短了约50 mm,直径方向未处理,实际上变成直筒,从而造成换叶轮后风力变小,运行时,风门全开时电机电流为14A。随后,用薄钢板在喇叭口处加长轴向尺寸,并翻边形成喇叭形,保证配合间隙,处理后,电机电流升为18A,收尘效果变好。


3 混凝土基础松动或损坏的处理

由于轴承座振动大,会造成地脚螺栓的松动及断裂,进而会造成基础的松动及损坏,所以,在处理振动故障的同时,还要处理好混凝土基础。在一般的设计中,离心风机的轴承座安装在数组垫铁之上,垫铁安装在一次浇注层上,一次浇注层与轴承座之间的空隙用二次浇注层填实。从表面上看,垫铁及二次浇注层都承受轴承座的力,但实际上,轴承座上的力大部分作用在垫铁上,受力面积较小,对此我们进行了改进,如将一台Φ3×48m回转窑的窑尾1号风机,型号为Y4-73-11№14D,其风机地脚螺栓频繁断裂,基础也出现松动,为此重新处理基础,并制作了一个钢板支座,风机轴承座安放于钢支承座上,而垫铁安装在钢支承座下[1],这样,地脚螺栓联接于钢支承座上,在振动大的情况下,先是钢支承座与轴承座的联接螺栓松动,这样就可避免地脚螺栓的松动或断裂,同时也可避免基础受磨损或损坏。后来,我们在处理Φ3.2×5.8m生料磨磨尾风机(型号为SL5-48№16.5D)的地脚螺栓断裂及基础磨损的问题时,在未破坏一次浇注层的情况下,在轴承座下增加了两块250×1250×50钢板,钢板仍然安装在垫铁上,然后用二次浇注填实轴承座与一次浇注层之间的空隙,较好地解决了振动的问题[2]。这两种办法,都是采用增大轴承座与下部基础的接触面积,减小基础单位面积上的受力强度,从而减小振动对基础的磨损及损坏程度,当然,第二种办法更简单,更便于操作。


4 轴承座局部断裂的处理

当风机振动大或运行中 风叶磨损掉落时,会造成轴承座的断裂,断裂的位置一般在振动大的风叶端,对于断裂严重的轴承座,只得更换,但对于只是其中一个地脚螺栓处断裂,轴承座油腔未受影响时,可采用加固的办法处理。例如,我公司的辊压机的M5-48№19D循环风机,就曾因叶片磨损很大,而发生前盘及叶片飞出现象,导致轴承座振动大而振松螺栓,最后使轴承座前端断裂,对此,我们更换了新叶轮,并在轴承座前端用厚10 mm,宽120mm的圆弧板制作了一个抱箍,抱箍两端安装于轴承座前端的两个M36螺母下,拧紧螺栓后,再在轴承座与圆弧板顶部的间隙中垫钢板,实现两者的紧密结合(具体如图1左所示)。经处理后此轴承座已使用两年多,现仍然在使用。对于较小风机的轴承座断裂,则用厚25mm的钢板制作压板,利用轴承座前后两端的螺栓压紧,压板与轴承座之间的空隙用垫板垫实,然后把压板与垫板焊接成一体(如图所示)。实践证明,这两种办法都是可行的。

5 风机的振动问题

风机的振动问题是风机使用中常见的故障,也是比较复杂的难以处理的问题。常见的造成风机振动的原因有以下几点:一是基础不牢固引起的;二是联轴器不对中引起的;三是部件松动引起的;如地脚螺栓松动或叶轮轮毂与后盘的结合处松动等;四是轴承故障引起的;五是叶轮不平衡引起的,如风叶的不均匀磨损,叶片积灰和夹层焊缝开裂进灰等等。对于一般的离心风机,其振动大小用振动速度的有效值Vrms来判断,据通风机振动检测及其限值(JB/T8689-1998),对于通风机的振动烈度允用值,对于刚性支承,Vrms≤4.6mm/s,对于挠性支承,Vrms≤7.1mm/s。然而,这个值比较小,现场实际情况中,都要比此值要大,所以,在一些大型风机的说明书中,对振动的允许值作了调整,比如我公司的高温风机(型号为W6-2×29-46№21.5F),风机轴承振动的报警值为双振幅:144μm,振速:8mm/s;轴承振动的最 大允许值为双振幅:198μm,振速:11mm/s。大型风机中,一般轴承座安装有测振仪测量振幅值或振动速度,并在控制屏显示,对于中小型风机,我们可以用手持式测振仪进行测量,以初步判断故障原因。不同振动原因都有自己的振动特征,如不平衡时,1倍频率为主,径向(水平和垂直)振动大,振幅随转速升高而增大。不对中时,表现在轴向振动较大,与联轴器靠近的轴承振动大,不对中故障的特征频率为2倍频,同时常伴有基频和3倍频。对于松动,一般其垂直方向上的振动要高于水平方向上的振动。对于风叶的不平衡引起的振动,如果是叶轮积灰,则必须及时清理,如果是风叶本身质量分布不均匀,则要用划线法、三点法找平衡,或者用平衡仪等方法找平衡。我公司的高温风机,曾因叶轮不平衡引起振动大及焊修叶片,先后用划线法及单转子单校正面动平衡仪做平衡,都取得较好的效果,现在风机的两轴承座的振动值在1.7 mm/s,振幅值≤50μm,运行状况较好。

6 总结

只有合理地使用、正确地维护、及时地处理生产中出现的问题,才能保证离心风机的安全运行;而采取有效措施,对叶片进行加强处理,延长叶轮使用寿命,对于提高设备运转率,降低材料消耗也有重要的意义。


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