冷却塔风机故障诊断技术及处理关键技术分析

马向奇，张小丽

（河南神马尼龙化工有限责任公司，河南平顶山 467000）

冷却塔风机故障诊断技术及处理关键技术分析

马向奇，张小丽

（河南神马尼龙化工有限责任公司，河南平顶山 467000）

主要分析了冷却塔风机中的常见故障，阐述了冷却塔风机故障的监测技术，最后总结了加强对冷却塔风机的监测对风机运行的重要性，旨在提高冷却塔风机的工作效率，实现冷却塔风机的良好运行状态。

冷却塔风机；故障；监测技术

1 冷却塔风机中的常见故障分析

冷却塔风机中常见的故障主要有不平衡故障、不对中故障、动静碰摩和齿轮故障，这些故障在冷却塔风机的传动轴和叶片中表现的尤为明显，将从以下几方面进行故障的分析和研究。

1.1 不平衡故障

平衡是风机运行的关键内容，在现场的生产中，1/3的回转机械的振动是因为转子的磨损、老化，冷却塔风机的不平衡故障主要包括两个部分，一是传动轴，二是风轮叶片。传动轴不平衡主要表现为传动轴的转子因设计的不合理、安装中出现小误差而产生的转子的质量倾斜、受热不均等问题；风轮叶片的不平衡表现为风轮在运行中，主轴偏离了旋转轴线，导致叶片和传动轴不平衡。

1.2 不对中故障

不对中故障主要表现为电机的各种轴线与中心轴承线发生偏离，这些轴线可能有电机的主轴、电机的传动轴等，由于安装过程中的误差、器械设备工作时出现热膨胀机器承载后变形或损坏都会产生机器设备的转子轴线的不对中。发生不对中故障之后，转子发生动态效应，会使机器的轴承受到损伤、风机中的部件发生大频率的振动，最后影响设备的正常运行。不对中故障主要存在于冷却塔风机中的传动轴、电机主轴等。当出现不对中的故障时，联轴器的轴向振动频率增大，幅度稳定；轴承的径向振动增大，并且频率不稳定；转子径向振动的二倍频随着不对中情况的加剧而增大。

1.3 动静碰摩

不同部位的接触会产生不同的摩擦，静止件和轴向之间产生的摩擦被称作轴向碰摩；静止件和转子的外部产生的摩擦被称作径向碰摩。这些摩擦都是动静碰摩的其中一部分，如果产生这些摩擦，容易给风机带来内部构件的磨损，加快老化速度，振动的频率增大，最终导致风机的使用年限缩短，使用功率降低。

出现动静碰摩的情况，一般有三种振动特点：

（1）转子在失去平衡之前，轴心的轨迹逐渐不规则，波形产生畸变；

（2）转子在失去平衡之后，轴心的轨迹混乱，波形发生严重畸变；

（3）振动的频率逐渐增大，并且随着碰摩的加剧，增幅越来越大。

1.4 齿轮故障

齿轮故障是风机故障中的一个重要内容，在设计和制作初期，齿轮的制作工艺不够精细，因此齿轮内的圆周线不能够和齿轮完全契合，在运作过程中，不断的磨损和断齿，最终造成齿轮失效。研究发现，齿轮故障中，最普遍的是断齿，占据整体故障比例的40%，其次是点蚀，占据30%，然后是划痕、磨损等，共占30%。齿轮产生故障之后，系统的振动频率增加，振动信号会发生明显的变化，因此常常采用振动分析的方法对齿轮的故障情况进行检查和诊断。

2 冷却塔风机中的故障监测和关键技术分析

2.1 电阻应变片法

这种方法需要通过接触叶片实现故障监测，主要是将电阻应变片贴在叶片上，然后由无线装置将信号发射到外部，在经过一定的处理之后，对应变信号进行记录和研究。电阻应变片的方式能够准确快速地将叶片的信号反馈出来，监测的准确度较高。但是其仍然存在一定的不足，这些不足之处在于叶片的布线比较繁琐，长期或者频繁的在叶片上贴电阻应变片，并不能够对叶片进行全面的监测，并且长期下来，电阻应变片会受到外界因素的干扰而产生磨损等，不利于长期的监测。

2.2 声发射多普勒法

这种方式最初是美国某技术中心所研发的，用于叶片故障的诊断和处理。声发射多普勒法利用信号传感器来获取叶片中振动的声信号，然后分析该声信号，判断当前叶片的运行状态。这种方法能够快速地判断出叶片的故障问题，包括叶片颤振、腐蚀、裂纹等，并针对问题进行处理。唯一的不足之处在于如果周围的噪音过大，那么信号的获取就有一定的难度。

2.3 间断相位法

间断相位法的原理是通过脉冲传感器来实现对叶片故障的监测，在风机的机壳内部安装脉冲传感器，当风机上方的叶片通过时，传感器的探头会记录下当时的脉冲信号，从而对整个叶片进行监测。这种监测方法能够通过不接触叶片的方式对叶片的故障情况进行监测，通过测量叶片的振动幅度来判断故障，从而在不受干扰的情况下，对叶片故障进行准确界定，便于故障的处理。

2.4 电磁测量频率调制法

电磁测量频率调制法需要在叶片的顶部安置小块的磁铁，在叶片的外部设置线圈，通过感应确定转动的频率。该方法能够在叶片产生故障之后，将振动信号反映出来，然后解调信号，将振动信号以及故障情况进行还原并研究，把故障确定在合理范围内，最终便于进行故障的处理。

3 结束语

综上所述，冷却塔风机的运行是一项重要的工作，在整个工作流程中，风机的稳定运行对于冷却塔的工作具有关键作用，因此需要对风机中可能存在的故障进行分析和研究，积极采取有效的措施进行风机的技术监测，从而为冷却塔风机的正常运行提供技术支持，确保冷却塔风机的持续稳定，提高冷却塔的工作效率。

[1] 陈建 平，施晓宽，董伟等 .基于 WinCCV6.2 及 S7-200PLC 的冷却塔风机监控系统研究 [J].机械设计与制造，2012，（6）：82-84.

Fault Diagnosis Technology and Treatment of Key Technology of Cooling Tower Fan

Ma Xiang-qi，Zhang Xiao-li

Mainly analyzes the common faults in the cooling tower fan，expatiates the monitoring technology of the cooling tower fan failure.Finally，it summarizes the importance of the monitoring of the cooling tower fan to the operation of the fan.The aim is to improve the working eff i ciency of the cooling tower fan，To achieve a good operation of the cooling tower fan.

cooling tower fan ；fault；monitoring technology

TQ051.5

：A

：1003–6490（2017）07–0114–02

2017–05–22

马向奇（1983—），男，河南叶县人，助理工程师，主要研究方向为化工机械。