新型干法水泥生产线风机的使用及故障排除

2011-04-14崔建学董小明雷德华刘长雨

水泥技术 2011年6期

关键词：机壳动平衡叶轮

崔建学，董小明，雷德华，刘长雨

新型干法水泥生产线风机的使用及故障排除

Utilization and Malfunction Elimination of Fans in the New Dry-process Cement Production Line

崔建学1，董小明1，雷德华1，刘长雨2

1 新型干法水泥生产线风机的特点

回转窑高温风机（窑头风机）其介质不是普通的空气，而是带有颗粒的高温气体，温度高就意味着介质密度小，在工艺上就要选择耐温材料；水泥磨循环风机其介质是水泥粉尘，是带颗粒状介质，这样的介质对叶片摩擦非常严重，风机设计一般要求颗粒含量小于150mg/m3，但是实际往往达不到这一要求。因此，风机的高温、耐磨是水泥生产中安全使用的最主要问题。

2 风机安全运行的衡量参数

风机的轴承温度和振动，不仅是水泥生产线风机运行安全与否的评价参数，也是使用中的考核参数。这两个参数控制在合适的范围内，风机就能安全运行，水泥生产线也就能安全运行。

在一些关键的设备系统中，两参数要参与联锁，也就是超过标准后系统要停机。轴承停机温度差40℃左右，绝对温度在80℃左右（具体值和测试方法相关）。振动停机值在12mm/s左右（振动烈度测量），与厂家采用的标准及设备种类有关。更详细的论述请参阅相关的专业文献。

3 风机故障及处理方法

3.1 风机安装的对中

风机安装过程的对中是风机平稳运行的保证。目前通行的做法是用直尺或钢锯条左右卡、上下卡，目测没有问题，就认为安装对中没有问题。然而正确的做法应是用百分表找正，分为单表找正、双表找正和三表找正，这里只讲一下单表找正：焊一个百分表支架（最好不要用磁力表架），将百分表支架固定在电机联轴器上或者风机联轴器上，一是用百分表打联轴器的外圆，测量出上下偏差和左右偏差，计算中心的偏差值来指导找正；二是用百分表打联轴器的端面，读出上下张口和左右张口数值，指导找正。另外两种找正方法读者可参阅其他文献。

找正偏差的要求，随风机类型的不同而有所不同，一般都以厂家的合格证明书为准。对一般的风机而言，角不对中（张口）0.05mm以内、平行不对中中心在（上下、左右偏）0.08mm以内足以满足要求。

风机水平振动大，一般是平行对中不良引起的；风机轴向振动大，一般是角对中不良引起。对中不良引起的振动在振动频谱分析中一目了然，这也是振动分析中最容易判断的故障之一。

3.2 风机的地脚螺栓

地脚螺栓以及轴承箱螺栓直接影响轴承的支撑刚度，这方面的故障在振动资料的介绍中容易被忽略，资料中很少提到螺栓松紧的要求。频繁拆装易造成螺栓的紧力不足；机组长时间运行造成螺栓紧力不足，斜铁和二次灌浆缺陷，也会造成螺栓的紧力不足。支撑刚度差（螺栓紧力不足）是风机振动大的原因之一，只要判断出原因后，处理就很简单了。

严格来讲，风机大多是用8.8等级的螺栓和螺母。以ϕ36的螺栓为例，它的扭矩值为1764Nm，螺母要用力矩扳手拧紧。但实际上，现场安装时没有人使用力矩扳手，一般地以操作者的经验为准。

螺栓松动引起的振动最明显，特点是水平振动比垂直振动要大，这一振动在现场很容易判断。

3.3 风机的机壳安装与调整

机壳的安装一般都不太引起人们重视，特别是一些小型风机（风机的号指风机叶轮直径的分米数，如9号风机指叶轮直径是9dm的风机），机壳的振动往往和管道的振动有关系。

为了减少机壳对管道的影响，要求风机进出口法兰和管道之间要用软联接，以避免风机振动传到管道，同时也避免管道振动传给风机。在水泥生产线上，关键风机（窑头风机、窑尾风机和循环风机）都有软联接，小风机（篦冷机风机、斜槽风机）则都没有。

在风机安装与维护中，风机机壳和风机转子是分离的，要注意风机进风口与转子之间的配合。转子与进风口（与风机机壳一起）的间隙决定风机的性能，从理论上讲它们之间的间隙是越小越好。理论上要求小于3mm，但实际上大风机（15号以上）间隙都在10mm以上，小风机5mm左右。大部分风机使用一段时间后，由于机壳下沉引起进风口与转子之间的间隙偏差，造成风机的性能下降。

3.4 风机的轴承

水泥设备的风机用滚动轴承居多，部分用滑动轴承，轴承选用原则是低速轻载用滚动轴承，高速重载用滑动轴承。

对于各类轴承而言，能够更大限度地发挥其作用并能够延长其使用寿命，这是科学使用轴承的目的，这就需要在平时使用过程中注意很多细节，避免因使用不当而造成损失。以SKF为例，SKF轴承游隙过小时，最容易出现的状况是轴承发热，如果转速再快的话，就有可能出现烧蓝现象；不加注意继续长时间在高温、高速环境下运转，就极有可能出现SKF轴承抱死的现象，并产生对SKF轴承配套轴或壳体轴承位的拉伤损坏。当然，如果不在极限运转情况下，SKF轴承绝少出现抱死的现象，即使在无油润滑的情况下也可以运转一段时间。当SKF轴承游隙过小时，要正确操作和及时修补，以利于轴承的使用。

风机在运行过程中，轴承的温度是考核的一个主要指标，在标准中规定为不超过80℃（环境温度为40℃时）。轴承温度和环境温度有关，科学地讲是温差不超过40℃，这里讲的温度是用直插式温度计测量的温度。对于轴承温度，虽然要求最高限值是80℃，但在实际远没有达到此值时，就要做处理；如果达到这一规定值，就必须立刻停机处理。

3.5 转子平衡

振动是风机运行的主要故障，统计表明转子的不平衡占振动故障的70%～80%。这就是一出现振动故障，运行人员都认为风机要做现场动平衡的原因。

转子平衡有两种方法，一是平衡机平衡，就是把转子拆下来，运到厂家在动平衡机上进行平衡；二是现场动平衡，现场动平衡就是用平衡仪器（或者不用平衡仪器）在现场直接做动平衡。经对两种方法比较后发现，现场平衡优于平衡机平衡，其原因为：（1）现场动平衡不用拆装转子，工作简单，工作量小；（2）现场动平衡对生产过程影响小，现场平衡一般几个小时就可排除故障；（3）现场动平衡平衡效果佳，现场平衡是把风机转子、电机转子、联轴器（有时还有耦合器）一并考虑，动平衡是对整个轴系的平衡，有时可以在联轴器上加平衡重量，以达到最佳的平衡效果，而不是平衡机上的只对叶轮本身进行平衡；（4）现场动平衡的转速就是工作转速，平衡的状况是风机运行的实际状态，所以平衡的精度高，平衡机上一般转速不会超过500r/min，因为平衡机上的拖动能力小（≤50kW电机）；（5）现场动平衡可以消除转子其他振动故障，如转轴的弯曲、叶轮的瓢摆就可用动平衡进行小量的补偿。

只要是了解现场动平衡运行人员，都希望通过现场动平衡排除故障。然而现场动平衡对平衡技术的要求高，一般都要经过专门训练，同时还要用到平衡仪器。

4 风机应用建议

4.1 风机振动的评价

风机振动大小的评价必须按标准执行，笔者推荐使用《在非旋动部件上测量和评价机器的机械振动》（GB/T6075.2-2001）。其原因有二，一是该标准等同于ISO10816，我国同国际接轨，标准就是ISO标准；二是水泥行业使用的风机绝大部分都是以测量轴承座振动为准，该标准就是振动的烈度监测。由于行业不同，各行业都有自己的行业标准，笔者认为水泥行业使用GB/T6075就是最佳标准，其原因不再赘述。

对于风机维护人员来讲，风机的振动是越小越好（≤4.5mm/s，优秀；新产品），但是标准中规定的值要比此值大，所以不能一味追求振动小，因为振动小是以增加成本为代价的。作为旋转机械的维护人员，对振动要有深刻的理解和清楚的认识，既不要草木皆兵，造成运行成本增加，又不能因振动大造成设备损坏。