离心式一次风机故障频繁分析与治理探讨

王航

摘  要：针对兰州西固热电有限责任公司（以下简称“西固公司”）2×330 MW机组投产以来豪顿华生产的L3N 2213.04.00 SBL6T型离心式一次风机运行中出现的一些缺陷和问题进行原因分析，并根据现场的缺陷处理和检修实际总结出了一些检修维护方面的经验和方法，并结合现场检修作业的向导性规范供大家分析探讨。通过对一次风机各类故障处理的全过程进行记录，为电厂机电一体化检修处理大型转机综合类型缺陷（例如振动、温度、渗漏等）提供了一定的实践经验和一个生动可靠的模板，与此同时，还给电厂技术管理和检修调度提出了更高的要求，发人深思。

关键词：一次风机;轴瓦式电动机;轴瓦振动;研刮处理

中图分类号：TH432            文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.138

1  一次风机缺陷及问题概述

西固公司2×330 MW机组自2009年投产以来一次风机一直运行不稳定，风机机械侧轴承长期在65 ℃左右运行，机械侧轴承与电动机轴瓦漏油问题无法彻底解决。特别是2011年B级检修后，风机缺陷非但没有消除，反而有加重的趋势，故障较为频繁。一次风机缺陷主要集中在以下几个方面：①电动机推、承力轴瓦振动超标，长期在0.20～0.30 mm运行;②风机推力侧轴承，电动机推力、承力侧轴瓦长期温度高，平均在65 ℃左右，先后于2011-08、2011-12、2012-02、2012-04发生了四次轴承或轴瓦烧损故障;③风机推力侧轴承、电动机推力、承力侧轴瓦端盖漏油严重，有一两台风机漏油情况已到非常严重的地步，甚至每天都需要补加一次油品。

2  一次风机故障频繁的原因

电动机轴瓦的轴向振动会对风机推力轴承产生很大的轴向力，而滚动轴承轴向载荷的承载非常有限，长期受力做功，必然会引起温度的升高。同时，轴瓦本身的振动对其自身也是一种破坏，必然造成润滑油膜的破坏，进而导致瓦温无法控制。另外，电动机轴瓦的三向振动会在很大程度上破坏油封间隙，最终造成油封损坏而大量渗漏。

整治小组经过对轴瓦进行解体检查发现，轴瓦工作面偏移造成轴瓦接触角变小;轴瓦工作面接触点过少，分布极不均匀;轴瓦工作面约2/3未承载受力;在其工作面，润滑油浑浊并有金属粉末;测量轴瓦进、出油间隙过小，不符合实际需求。这几种轴瓦缺陷都会导致在风机运转时瓦面油膜缺失或供油不足而发生干半磨。

3  一次风机电动机轴瓦振动原因及解决

3.1  转子不平衡造成的电动机轴瓦振动

以1号锅炉A一次风机为例分析电动机空转的频谱，就地对电动机频谱仪显示：电动机单转前、后轴瓦振动大（前端轴瓦垂直振动0.65 mm，水平振动0.37 mm;后端轴瓦垂直振动0.85 mm，水平振动0.43 mm），一倍频大，也有明显的二、三、四倍频，非驱动端有较大五倍频。

对于电动机空转振动偏大的问题，项目组坚持从源头抓起，为下一步的锅炉专业固定连接和电动机找正工作争取打好设备基础。通过频谱分析，判断造成电动机空转振动大的原因为电动机转子不平衡，立即现场进行电动机转子动平衡工作，经试验测算后，在电动机后端平衡盘上安装配重256 g，以消除转子的不平衡。试转结果：电动机前、后端轴瓦振动良好，达到了预期目标。

利用此方法，西固公司一次风机治理小组完成了#1、#2锅炉4台一次风机的电动机空转试验。试验发现，4台电动机均有不同程度的转子不平衡问题，所以进行了转子动平衡试验工作。将电动机空转的最大振动均控制在0.03 mm以内。

3.2  地脚刚性较差导致的轴瓦振动

依旧以1号炉A一次风机为例，当电动机空转动平衡试验完成后，锅炉专业对电动机进行找正和固定连接工作。

根据电动机轴瓦垂直振动大、水平较小的现象，初步判断电动机在地脚刚度方面存在问题，立即将电动机吊出，重新处理电动机基础。将原先所加的尺寸偏小的10～15片薄铜找正垫全部更换，采用了新加工的大张的尺寸为500×200 mm的找正铜垫，重新进行精密找正工作;严格控制每个电动机地脚的找正垫数量，防止找正垫加多后造成电动机地脚刚性减弱。工作结束后，一次风机带负荷试转，振动值≤0.05 mm，符合标准，达到了检修要求。

3.3  蛇形联轴器老化等造成的轴瓦振动

现场测取的电动机驱动端轴瓦水平方向的振动幅值明显高于垂直、轴向的振动幅值。电动机轴瓦水平方向的振幅为265 μm（峰值），电动机驱动端水平方向的振动值较大，仅从振动值上看，似乎是电动机的问题。

依据上述分析可以得出结论，电动机与风机之间的联轴器存在变形和齿面凹坑情况，且联轴器簧圈变形是引起振动幅值随负荷显著变化的根本原因。经过对蛇形弹簧联轴器的更换及对联轴器中心的重新调整，电动机的异常振动现象消失。

4  电动机前、后轴瓦研刮处理

针对轴瓦缺项，整治小组决定通过轴瓦研刮来解决该问题。

以2号锅炉B一次风机轴瓦为例，首先进行球面瓦球面的研刮，保证其和瓦座的充分接触、润滑良好;球面与基座周界局部间隙不大于0.08 mm，长度不大于5 mm，累计长度小于周界长度的25%.然后进行瓦面的研刮，工作面接触角控制在60°～75°;控制接触点每10×10 mm2不少于2点;轴表面光滑，无毛刺和棱角，椭圆度、圆锥度不大于0.05 mm;研刮控制进出油间隙，控制调整膨胀间隙为2 m，推力间隙为0.40 mm，轴瓦顶部间隙为0.30 mm。最后，鉴于此一次风机轴瓦上盖固定螺栓偏小，刚度不够，有可能引起轴瓦振动，项目组决定再在外盖顶部外缘加一张0.10 mm厚的铜皮，以弥合轴瓦座上盖与瓦盖顶部之间的间隙，增加轴瓦刚度。

完成上述所有工序后全面恢复，在全天温度最高的时候先进行了8 h的电动机空转，轴瓦温度控制在了50 ℃以内，再进行带负荷试运转，温度控制在53～56 ℃之间。

综上所述，通过对4台一次风机电机轴瓦的研刮和瓦口、瓦顶之间的间隙调整，基本解决了长期困扰我们的电动机轴瓦温度过高问题。

5  在线放油装置的安装

通过在线放油装置的安装，解决了油质恶化造成的风机轴承润滑冷却失效问题，控制了一次风机械侧推力轴承温度过高的问题。

就当时公司实际情况，不具备风机轴承座改造的时间，整治小组通过讨论，创造性地提出了在线换油的设想并付诸实践。原理如下：利用原有风机推力对轴承座上前后两个油位观察孔中的一个进行改造。拆下原有放油孔上的有机玻璃，利用放油孔上原有的丝扣引出一段钢管并加装一个小球阀，接在轴承座外部一处可靠、便于操作的位置。如果在运行中，油品恶化发黑造成轴承温度高时，检修人员要一边在轴承上部加油孔注油，一边通过加装的放油管路将发黑的油品放出轴承座。这样就可以保证风机在不停运的情况下完成油品更换工作，从而实现控制轴承温度的目的。

6  磁力油挡的加装

磁力油挡的加装，彻底解决了一次风机轴承、轴瓦座漏油的缺陷，现场文明生产焕然一新。

磁力油挡技术是近些年发展起来的一项高新技术，它在转机渗漏治理、汽轮机气封等方面较之传统工艺发挥出了不可比拟的优越性。本次一次风机整治，我们选择了秦皇岛华宇通电力科技公司的组合式密封油挡。

组合式密封油挡是结合了浮动式和无间隙油挡的优点而形成的一种替代产品，其密封理论既有油膜密封理论，又有间隙密封理论，基本组成结构分为外环和内环。内环采用了高分子复合材料，经过特殊的工艺镶嵌在金属材料上。在膨胀时，复合材料依附在金属材料上，因此整个内环的膨胀为金属的膨胀，很好地保证了密封间隙的稳定性。密封面利用了高分子材料的特点，所以使内环与转动件之间的间隙最小化，达到了很好的密封效果。

7  一次风机治理的思考和启发

对于西固公司这样一个老企业，几十年的科层制度和车间管理模式已经越来越不利于企业的经营和发展，尤其是类似一次风机这种机电一体化的综合问题，专业与专业之间的沟通协作一直是困扰我们的难点问题，而团队模式恰恰是解决这一矛盾的灵丹妙药。

通过本次治理工作，西固公司设备和检修队伍得到了锻炼，开阔了视野，坚定了信心，它的成功不仅保证了2×330 MW机组锅炉一次风机的正常运转带负荷，更重要的是它为我们以后的转动机械检修积累了宝贵的实践经验，对西固公司的安全、稳定生产带来了极其深远的影响。

参考文献

[1]韩捷，张瑞林.旋转机械故障机理及诊断技术[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]秦树人.齿轮传动系统检测与诊断技术[M].重庆：重庆大学出版社，1999.

[3]陈进.机械设备振动与故障诊断[M].上海：上海交通大学出版社，1994.

〔编辑：王霞〕

Analysis and Treatment of the Frequent Failures of a Centrifugal Fan

Wang Hang

Abstract： Lanzhou Xigu thermal power limited liability company（hereinafter referred to as “Xigu company”）2 * 330 MW generating units put into operation since Haodunhua production L3N 2213.04.00 SBL6T type centrifugal a wind machine operation in some of the defects and problems in carries on the reason analysis， and according to the site of the imperfections on processing and maintenance practice， the paper summarizes the experience and methods of some maintenance， and combined with on-site maintenance wizard specification of. Through the whole process of a wind machine various types of fault treatment were recorded for the mechanical and electrical integration of maintenance of power plant processing large rotary type synthesis defects（such as vibration， temperature， leakage， etc.）provides some practical experience and a vivid and reliable template. At the same time， back to the power plant technology management and maintenance scheduling put forward higher requirements， thought-provoking.

Key words： a fan type motor; bearing; bearing vibration; scraping treatment