火电机组湿法脱硫风机故障原因分析

郭仰山

摘 要：目前，国内采用湿法脱硫风机的工厂已占到85%，湿法脱硫风机故障率相对比较高，风机轴承故障将直接影响机组在安全周期内稳定运行。针对环保要求，结合设备故障进行分析处理，并提出针对性的解决措施和意见，为相关专业人员对其进行维护提供技术参考。

关键词：脱硫风机；增压风机；振动；轴承

中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0020-02

1 概况

某公司脱硫风机选用成都电力机械厂生产的AN系列轴流通风机，在机器运行中，由于轴承温度高，会出现温度保护跳闸、旁路联开和脱硫系统退出运行的情况。

脱硫风机的具体情况如下：型号为AN40e6轴流风机，转速为585 r/min，风机效率为85.3%，轴功率为2 915 kW，主电机为3 150 kW。

2 故障分析

脱硫风机运行中，运行值班员监盘发现，增压风机推力轴承温度测点 4，5，6从52 ℃、59 ℃、55 ℃上升至62 ℃、68 ℃、63 ℃，有明显异常上升现象。值班员就地检查增压风机和冷却风机的运行情况，发现其正常运行，但推力轴承温度还在继续上升，电流和振动无明显变化。几分钟后，增压风机推力轴承温度测点4，5，6上升至100 ℃，增压风机温度保护跳闸（共3套报警系统，如果其中2套报警系统的保护定值大于100 ℃，则说明此套设备出现故障），旁路联开。

3 故障前运行工况

具体情况如下：机组负荷为231 MW，增压风机静叶开度为54%，增压风机电流为206 A，石膏—石灰石湿法脱硫（FGD）入口压力为29 Pa，旋转式换热器（GGH）差压为986/643 Pa，入口二氧化硫的含量为4 297 mg/Nm3，出口二氧化硫的含量为285 mg/Nm3，入口粉尘含量为106 mg/Nm3，出口粉尘含量为31 mg/Nm3。

4 设备调整指标变化情况

具体情况如表1所示。

5 设备运行分析

通过调阅脱硫风机相关参数运行历史曲线，主要查看电流、入口粉尘浓度、入口压力、静叶开度、轴承振动和轴承温度这几个参数发现，在粉尘浓度、脱硫风机电流变化不大的情况下，轴承温度仅在跳闸时刻突升，其余时段基本上保持平稳。因此，只取3个参数进行分析，情况如表1所示。

从以上数据可以看出，脱硫风机入口静叶调整带来的压力波动，随着风机振动值的变化而变化。仅就数值变化而言，没有明显上升或下降的规律，但从风机跳闸前的曲线可看出，在轴承温度突升前，风机振动是先于轴承温度向上发生变化的。

6 设备解体情况

具体情况详见图1—图10.

7 原因分析

因为脱硫风机自由侧轴承温度高导致跳闸，所以要先对自由侧轴承进行分析：设备解体后，自由轴承滚珠、滚道、保持架完好；润滑脂也未缺少、乳化；轴承没有过热痕迹；温度测点检查正常，有受热痕迹；自由轴承清洗后，压铅丝检查径向

间隙为0.59 mm，新轴承C级精度国标为0.138～0.259 mm，风机自由轴承间隙较大。

通过上述情况可知，脱硫风机温度高而跳闸不是轴承本身损坏引起的，因为轴承外观完好，设备润滑状况良好，而轴承间隙大虽然会使振动增大，但不会使温度升高，这一点与风机历史曲线是相吻合的。因此可知，轴承不会因本身温度升高而引发设备跳闸现象。

排除了轴承和温度测点问题导致风机跳闸后，再从与自由轴承相邻的零件开始分析。

从磨损的密封轴套和自由轴承压盖来看，有过热痕迹，由此可推断，自由侧轴承温度升高的直接原因是风机转子叶轮侧轴套与轴承压盖之间发生动静摩擦，热量传导造成自由轴承测点温度急剧上升，产生保护动作。

密封轴套与压盖之间产生磨损的直接原因是自由轴承自然磨损后间隙增大（清洗后，测绘间隙为0.59 mm），造成叶轮侧传动轴圆跳动增大，而密封轴套与自由轴承压盖的间隙为0.3～0.4 mm（原设备厂家技术人员提供数值），导致密封轴套和压盖在运转过程中发生磨损。

靠近自由侧的推力轴承滚珠和保持架脱落，其主要原因是自由侧轴承磨损后间隙增大。靠近自由轴承侧的推力轴承受叶轮的重力作用，与叶轮侧的轴承间隙大，径向受力大，导致其磨损度比另一盘推力轴承的磨损严重。轴承间隙增大后，拆卸设备时，滚珠从保持架上脱落。

设备拆卸时，没有发现轴套密封环，由此可推断，轴套和压盖磨损后温度升高，密封环碳化，变硬、变脆，在传动轴发生圆跳动时被碰碎，致使细屑进入轴套与压盖的间隙中，成为了研磨介质，加剧了轴套和压盖的磨损，相对摩擦力增大的同时也产生了大量的热量，加剧了设备的温升速度。

其他原因为：①风机的部分静叶调整叶片因机组负荷过重，频繁进行调整，经常发生短时喘振，造成部分静叶调整叶片局部损坏；②运行、调整不当，机器长期在非正常工况的喘振区运行，使轴承长期承受不均匀或过大的轴向推力，加速了轴承发热速度，缩短了轴承的使用寿命；③设备安装调试存在保温隔热、轴承通风冷却不畅、轴承未定期加油、调整机构松动等隐患，这些隐患也会导致风机振动或振动超标，对轴承运行造成一定的影响。

8 检修方案

补焊磨损的轴套和压盖后进行机加工修复，如果图上未标注公差，应联系厂家技术人员确认配合间隙是否为0.3～0.4 mm，考虑轴承实际间隙为0.31 mm，轴径为φ400 mm的动密封配合间隙太小，不满足使用要求，所以，要联系机加工将配合间隙调整为0.6～0.8 mm，并尽量向上偏差靠近。

与厂家联系后，环套上的密封环槽确认为10 mm×10 mm，由于图上没有标注公差，所以，考虑此密封圈只起防止漏黄油和防

粉尘的作用。非关键性部位的尺寸，联系机按420 mm加工。

推力轴承压盖冷风进口密封圈（75×120×10）已老化、变硬，应予以更换。

推力轴承间隙图上标注为0.1～0.16 mm，同时，推力轴承压盖控制间隙为0.2～1.4 mm，并满足螺栓紧力500 N。由于内外圈调整环差为0.1 mm，而推力轴承压盖比平面高0.8 mm，安装条件无法满足以上条件，因此，要通过加装垫片调整（螺栓间隔加装0.3 mm与0.5 mm的垫片各1片，设备解体前未加装）。

对轮间隙按厂家规定要求调整为电机侧为上张口0.2 mm，叶轮侧对轮下张口0.2 mm。

由于自由轴承侧轴套与压盖组装后，配合间隙有约1/3的部位用塞尺检查间隙较小（0.05 mm塞尺不入），可判定是由机加工同心度误差造成的，因此，安装后会存在轴套与压盖的磨损，可安排设备运转磨合1周后，对自由轴承侧注油，及时将磨损的铁屑排出。

对风机叶片、静叶调整装置和叶片同时检查，确保调整机构同步一致，叶片无损坏，及时修补更换损坏叶片。

9 注意事项

具体要注意以下几点：①执行脱硫风机定期检查、检修制度；②加强日常维护、检查和异常分析诊断；③更换轴承时，应注意检查自由轴承径向间隙是否符合标准；④在检修中，应注意推力轴承间隙的调整；⑤检修中，应注意推力轴承压盖间隙的调整；⑥检修中，应注意自由轴承间隙的调整；⑦修理脱硫风机机加工件时，应注意装配公差、形位公差和表面光洁度是否符合要求；⑧新购的轴承间隔环现场配车时，需注意配合公差满足设备的装配要求，即同时满足推力轴承装配公差和压盖装配公差的要求；⑨运行调整时，要尽可能躲开喘振区，严禁在喘振区长期运行；⑩每次停机或检修要认真检查脱硫风机各部位的运行情况。

〔编辑：白洁〕

摘 要：目前，国内采用湿法脱硫风机的工厂已占到85%，湿法脱硫风机故障率相对比较高，风机轴承故障将直接影响机组在安全周期内稳定运行。针对环保要求，结合设备故障进行分析处理，并提出针对性的解决措施和意见，为相关专业人员对其进行维护提供技术参考。

关键词：脱硫风机；增压风机；振动；轴承

中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0020-02

1 概况

某公司脱硫风机选用成都电力机械厂生产的AN系列轴流通风机，在机器运行中，由于轴承温度高，会出现温度保护跳闸、旁路联开和脱硫系统退出运行的情况。

脱硫风机的具体情况如下：型号为AN40e6轴流风机，转速为585 r/min，风机效率为85.3%，轴功率为2 915 kW，主电机为3 150 kW。

2 故障分析

脱硫风机运行中，运行值班员监盘发现，增压风机推力轴承温度测点 4，5，6从52 ℃、59 ℃、55 ℃上升至62 ℃、68 ℃、63 ℃，有明显异常上升现象。值班员就地检查增压风机和冷却风机的运行情况，发现其正常运行，但推力轴承温度还在继续上升，电流和振动无明显变化。几分钟后，增压风机推力轴承温度测点4，5，6上升至100 ℃，增压风机温度保护跳闸（共3套报警系统，如果其中2套报警系统的保护定值大于100 ℃，则说明此套设备出现故障），旁路联开。

3 故障前运行工况

具体情况如下：机组负荷为231 MW，增压风机静叶开度为54%，增压风机电流为206 A，石膏—石灰石湿法脱硫（FGD）入口压力为29 Pa，旋转式换热器（GGH）差压为986/643 Pa，入口二氧化硫的含量为4 297 mg/Nm3，出口二氧化硫的含量为285 mg/Nm3，入口粉尘含量为106 mg/Nm3，出口粉尘含量为31 mg/Nm3。

4 设备调整指标变化情况

具体情况如表1所示。

5 设备运行分析

通过调阅脱硫风机相关参数运行历史曲线，主要查看电流、入口粉尘浓度、入口压力、静叶开度、轴承振动和轴承温度这几个参数发现，在粉尘浓度、脱硫风机电流变化不大的情况下，轴承温度仅在跳闸时刻突升，其余时段基本上保持平稳。因此，只取3个参数进行分析，情况如表1所示。

从以上数据可以看出，脱硫风机入口静叶调整带来的压力波动，随着风机振动值的变化而变化。仅就数值变化而言，没有明显上升或下降的规律，但从风机跳闸前的曲线可看出，在轴承温度突升前，风机振动是先于轴承温度向上发生变化的。

6 设备解体情况

具体情况详见图1—图10.

7 原因分析

因为脱硫风机自由侧轴承温度高导致跳闸，所以要先对自由侧轴承进行分析：设备解体后，自由轴承滚珠、滚道、保持架完好；润滑脂也未缺少、乳化；轴承没有过热痕迹；温度测点检查正常，有受热痕迹；自由轴承清洗后，压铅丝检查径向

间隙为0.59 mm，新轴承C级精度国标为0.138～0.259 mm，风机自由轴承间隙较大。

通过上述情况可知，脱硫风机温度高而跳闸不是轴承本身损坏引起的，因为轴承外观完好，设备润滑状况良好，而轴承间隙大虽然会使振动增大，但不会使温度升高，这一点与风机历史曲线是相吻合的。因此可知，轴承不会因本身温度升高而引发设备跳闸现象。

排除了轴承和温度测点问题导致风机跳闸后，再从与自由轴承相邻的零件开始分析。

从磨损的密封轴套和自由轴承压盖来看，有过热痕迹，由此可推断，自由侧轴承温度升高的直接原因是风机转子叶轮侧轴套与轴承压盖之间发生动静摩擦，热量传导造成自由轴承测点温度急剧上升，产生保护动作。

密封轴套与压盖之间产生磨损的直接原因是自由轴承自然磨损后间隙增大（清洗后，测绘间隙为0.59 mm），造成叶轮侧传动轴圆跳动增大，而密封轴套与自由轴承压盖的间隙为0.3～0.4 mm（原设备厂家技术人员提供数值），导致密封轴套和压盖在运转过程中发生磨损。

靠近自由侧的推力轴承滚珠和保持架脱落，其主要原因是自由侧轴承磨损后间隙增大。靠近自由轴承侧的推力轴承受叶轮的重力作用，与叶轮侧的轴承间隙大，径向受力大，导致其磨损度比另一盘推力轴承的磨损严重。轴承间隙增大后，拆卸设备时，滚珠从保持架上脱落。

设备拆卸时，没有发现轴套密封环，由此可推断，轴套和压盖磨损后温度升高，密封环碳化，变硬、变脆，在传动轴发生圆跳动时被碰碎，致使细屑进入轴套与压盖的间隙中，成为了研磨介质，加剧了轴套和压盖的磨损，相对摩擦力增大的同时也产生了大量的热量，加剧了设备的温升速度。

其他原因为：①风机的部分静叶调整叶片因机组负荷过重，频繁进行调整，经常发生短时喘振，造成部分静叶调整叶片局部损坏；②运行、调整不当，机器长期在非正常工况的喘振区运行，使轴承长期承受不均匀或过大的轴向推力，加速了轴承发热速度，缩短了轴承的使用寿命；③设备安装调试存在保温隔热、轴承通风冷却不畅、轴承未定期加油、调整机构松动等隐患，这些隐患也会导致风机振动或振动超标，对轴承运行造成一定的影响。

8 检修方案

补焊磨损的轴套和压盖后进行机加工修复，如果图上未标注公差，应联系厂家技术人员确认配合间隙是否为0.3～0.4 mm，考虑轴承实际间隙为0.31 mm，轴径为φ400 mm的动密封配合间隙太小，不满足使用要求，所以，要联系机加工将配合间隙调整为0.6～0.8 mm，并尽量向上偏差靠近。

与厂家联系后，环套上的密封环槽确认为10 mm×10 mm，由于图上没有标注公差，所以，考虑此密封圈只起防止漏黄油和防

粉尘的作用。非关键性部位的尺寸，联系机按420 mm加工。

推力轴承压盖冷风进口密封圈（75×120×10）已老化、变硬，应予以更换。

推力轴承间隙图上标注为0.1～0.16 mm，同时，推力轴承压盖控制间隙为0.2～1.4 mm，并满足螺栓紧力500 N。由于内外圈调整环差为0.1 mm，而推力轴承压盖比平面高0.8 mm，安装条件无法满足以上条件，因此，要通过加装垫片调整（螺栓间隔加装0.3 mm与0.5 mm的垫片各1片，设备解体前未加装）。

对轮间隙按厂家规定要求调整为电机侧为上张口0.2 mm，叶轮侧对轮下张口0.2 mm。

由于自由轴承侧轴套与压盖组装后，配合间隙有约1/3的部位用塞尺检查间隙较小（0.05 mm塞尺不入），可判定是由机加工同心度误差造成的，因此，安装后会存在轴套与压盖的磨损，可安排设备运转磨合1周后，对自由轴承侧注油，及时将磨损的铁屑排出。

对风机叶片、静叶调整装置和叶片同时检查，确保调整机构同步一致，叶片无损坏，及时修补更换损坏叶片。

9 注意事项

具体要注意以下几点：①执行脱硫风机定期检查、检修制度；②加强日常维护、检查和异常分析诊断；③更换轴承时，应注意检查自由轴承径向间隙是否符合标准；④在检修中，应注意推力轴承间隙的调整；⑤检修中，应注意推力轴承压盖间隙的调整；⑥检修中，应注意自由轴承间隙的调整；⑦修理脱硫风机机加工件时，应注意装配公差、形位公差和表面光洁度是否符合要求；⑧新购的轴承间隔环现场配车时，需注意配合公差满足设备的装配要求，即同时满足推力轴承装配公差和压盖装配公差的要求；⑨运行调整时，要尽可能躲开喘振区，严禁在喘振区长期运行；⑩每次停机或检修要认真检查脱硫风机各部位的运行情况。

〔编辑：白洁〕

摘 要：目前，国内采用湿法脱硫风机的工厂已占到85%，湿法脱硫风机故障率相对比较高，风机轴承故障将直接影响机组在安全周期内稳定运行。针对环保要求，结合设备故障进行分析处理，并提出针对性的解决措施和意见，为相关专业人员对其进行维护提供技术参考。

关键词：脱硫风机；增压风机；振动；轴承

中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0020-02

1 概况

某公司脱硫风机选用成都电力机械厂生产的AN系列轴流通风机，在机器运行中，由于轴承温度高，会出现温度保护跳闸、旁路联开和脱硫系统退出运行的情况。

脱硫风机的具体情况如下：型号为AN40e6轴流风机，转速为585 r/min，风机效率为85.3%，轴功率为2 915 kW，主电机为3 150 kW。

2 故障分析

脱硫风机运行中，运行值班员监盘发现，增压风机推力轴承温度测点 4，5，6从52 ℃、59 ℃、55 ℃上升至62 ℃、68 ℃、63 ℃，有明显异常上升现象。值班员就地检查增压风机和冷却风机的运行情况，发现其正常运行，但推力轴承温度还在继续上升，电流和振动无明显变化。几分钟后，增压风机推力轴承温度测点4，5，6上升至100 ℃，增压风机温度保护跳闸（共3套报警系统，如果其中2套报警系统的保护定值大于100 ℃，则说明此套设备出现故障），旁路联开。

3 故障前运行工况

具体情况如下：机组负荷为231 MW，增压风机静叶开度为54%，增压风机电流为206 A，石膏—石灰石湿法脱硫（FGD）入口压力为29 Pa，旋转式换热器（GGH）差压为986/643 Pa，入口二氧化硫的含量为4 297 mg/Nm3，出口二氧化硫的含量为285 mg/Nm3，入口粉尘含量为106 mg/Nm3，出口粉尘含量为31 mg/Nm3。

4 设备调整指标变化情况

具体情况如表1所示。

5 设备运行分析

通过调阅脱硫风机相关参数运行历史曲线，主要查看电流、入口粉尘浓度、入口压力、静叶开度、轴承振动和轴承温度这几个参数发现，在粉尘浓度、脱硫风机电流变化不大的情况下，轴承温度仅在跳闸时刻突升，其余时段基本上保持平稳。因此，只取3个参数进行分析，情况如表1所示。

从以上数据可以看出，脱硫风机入口静叶调整带来的压力波动，随着风机振动值的变化而变化。仅就数值变化而言，没有明显上升或下降的规律，但从风机跳闸前的曲线可看出，在轴承温度突升前，风机振动是先于轴承温度向上发生变化的。

6 设备解体情况

具体情况详见图1—图10.

7 原因分析

因为脱硫风机自由侧轴承温度高导致跳闸，所以要先对自由侧轴承进行分析：设备解体后，自由轴承滚珠、滚道、保持架完好；润滑脂也未缺少、乳化；轴承没有过热痕迹；温度测点检查正常，有受热痕迹；自由轴承清洗后，压铅丝检查径向

间隙为0.59 mm，新轴承C级精度国标为0.138～0.259 mm，风机自由轴承间隙较大。

通过上述情况可知，脱硫风机温度高而跳闸不是轴承本身损坏引起的，因为轴承外观完好，设备润滑状况良好，而轴承间隙大虽然会使振动增大，但不会使温度升高，这一点与风机历史曲线是相吻合的。因此可知，轴承不会因本身温度升高而引发设备跳闸现象。

排除了轴承和温度测点问题导致风机跳闸后，再从与自由轴承相邻的零件开始分析。

从磨损的密封轴套和自由轴承压盖来看，有过热痕迹，由此可推断，自由侧轴承温度升高的直接原因是风机转子叶轮侧轴套与轴承压盖之间发生动静摩擦，热量传导造成自由轴承测点温度急剧上升，产生保护动作。

密封轴套与压盖之间产生磨损的直接原因是自由轴承自然磨损后间隙增大（清洗后，测绘间隙为0.59 mm），造成叶轮侧传动轴圆跳动增大，而密封轴套与自由轴承压盖的间隙为0.3～0.4 mm（原设备厂家技术人员提供数值），导致密封轴套和压盖在运转过程中发生磨损。

靠近自由侧的推力轴承滚珠和保持架脱落，其主要原因是自由侧轴承磨损后间隙增大。靠近自由轴承侧的推力轴承受叶轮的重力作用，与叶轮侧的轴承间隙大，径向受力大，导致其磨损度比另一盘推力轴承的磨损严重。轴承间隙增大后，拆卸设备时，滚珠从保持架上脱落。

设备拆卸时，没有发现轴套密封环，由此可推断，轴套和压盖磨损后温度升高，密封环碳化，变硬、变脆，在传动轴发生圆跳动时被碰碎，致使细屑进入轴套与压盖的间隙中，成为了研磨介质，加剧了轴套和压盖的磨损，相对摩擦力增大的同时也产生了大量的热量，加剧了设备的温升速度。

其他原因为：①风机的部分静叶调整叶片因机组负荷过重，频繁进行调整，经常发生短时喘振，造成部分静叶调整叶片局部损坏；②运行、调整不当，机器长期在非正常工况的喘振区运行，使轴承长期承受不均匀或过大的轴向推力，加速了轴承发热速度，缩短了轴承的使用寿命；③设备安装调试存在保温隔热、轴承通风冷却不畅、轴承未定期加油、调整机构松动等隐患，这些隐患也会导致风机振动或振动超标，对轴承运行造成一定的影响。

8 检修方案

补焊磨损的轴套和压盖后进行机加工修复，如果图上未标注公差，应联系厂家技术人员确认配合间隙是否为0.3～0.4 mm，考虑轴承实际间隙为0.31 mm，轴径为φ400 mm的动密封配合间隙太小，不满足使用要求，所以，要联系机加工将配合间隙调整为0.6～0.8 mm，并尽量向上偏差靠近。

与厂家联系后，环套上的密封环槽确认为10 mm×10 mm，由于图上没有标注公差，所以，考虑此密封圈只起防止漏黄油和防

粉尘的作用。非关键性部位的尺寸，联系机按420 mm加工。

推力轴承压盖冷风进口密封圈（75×120×10）已老化、变硬，应予以更换。

推力轴承间隙图上标注为0.1～0.16 mm，同时，推力轴承压盖控制间隙为0.2～1.4 mm，并满足螺栓紧力500 N。由于内外圈调整环差为0.1 mm，而推力轴承压盖比平面高0.8 mm，安装条件无法满足以上条件，因此，要通过加装垫片调整（螺栓间隔加装0.3 mm与0.5 mm的垫片各1片，设备解体前未加装）。

对轮间隙按厂家规定要求调整为电机侧为上张口0.2 mm，叶轮侧对轮下张口0.2 mm。

由于自由轴承侧轴套与压盖组装后，配合间隙有约1/3的部位用塞尺检查间隙较小（0.05 mm塞尺不入），可判定是由机加工同心度误差造成的，因此，安装后会存在轴套与压盖的磨损，可安排设备运转磨合1周后，对自由轴承侧注油，及时将磨损的铁屑排出。

对风机叶片、静叶调整装置和叶片同时检查，确保调整机构同步一致，叶片无损坏，及时修补更换损坏叶片。

9 注意事项

具体要注意以下几点：①执行脱硫风机定期检查、检修制度；②加强日常维护、检查和异常分析诊断；③更换轴承时，应注意检查自由轴承径向间隙是否符合标准；④在检修中，应注意推力轴承间隙的调整；⑤检修中，应注意推力轴承压盖间隙的调整；⑥检修中，应注意自由轴承间隙的调整；⑦修理脱硫风机机加工件时，应注意装配公差、形位公差和表面光洁度是否符合要求；⑧新购的轴承间隔环现场配车时，需注意配合公差满足设备的装配要求，即同时满足推力轴承装配公差和压盖装配公差的要求；⑨运行调整时，要尽可能躲开喘振区，严禁在喘振区长期运行；⑩每次停机或检修要认真检查脱硫风机各部位的运行情况。

〔编辑：白洁〕