离心风机故障分析及维修总结

郭明华，冯剑波

(四川美丰化工科技有限责任公司， 四川德阳 618000)

1 存在的问题

离心风机是化工装置中常见的运转设备，机组运行状况直接决定装置生产的稳定性与运行周期。四川美丰化工科技有限责任公司所用离心风机采用两端水平支撑，气体经进气管由下往上进入，出口管左旋0°，水平出气(东向)；驱动端采用止推球面滑动轴承；非驱动端采用圆瓦球面滑动轴承，轴径120 mm；叶轮采用两侧进气，直板后弯型叶片，转速2 970 r/m；电机功率1 400 kW。风机运行1年后，出现前、后端轴承振动值达8 mm/s(报警值6.3 mm/s，跳车值11 mm/s)，已影响到机组的正常运行[1-2]。多次停机检查后发现，两轴瓦均有乌金裂纹、脱落及摩擦痕迹，更换轴瓦后不久又出现振动值高达5～8 mm/s的波动。

2 原因分析

(1) 联轴节对中。风机检修严格按照检修规程进行，复核径向偏差<0.05 mm，端面<0.03 mm，轴向偏移<0.2/1 000，对中数据在正常范围内。

(2) 轴瓦间隙。压铅测量轴瓦间隙在 0.14～0.20 mm之间，轴瓦间隙符合标准。除有乌金脱落、摩擦痕迹外，轴瓦靠出口管方向一侧有偏磨，但运行中未出现超温现象。

(3) 转子动平衡。转子已按G0.4级高速动平衡试验，故转子自身不存在问题，但叶轮上附着不均匀的积垢对转子动平衡有一定的影响。

(4) 转子碰摩。检查转子运转部件，发现口环处因工艺介质结垢留有擦痕和轴瓦摩擦，干气密封梳齿靠出气管侧也有偏磨。

(5) 干气密封座孔同心度偏差。用杠杆百分表检查干气密封座孔径向上下偏差<0.05 mm，水平方向偏差<0.10 mm，且前后一致，排除测量误差，应属于标准偏差要求的下限。

(6) 机座与转子同心度偏差。因机座与轴承座非整体加工制造，两者基本独立。通过测量轴的水平度，发现非驱动端轴承中心比驱动端轴承中心低0.40 mm。

(7) 干气密封的影响。经检查，密封内件运转灵活，无卡涩，仅发现梳齿密封靠出口管一侧水平方向有偏磨。

(8) 球面轴承底座变形、过盈量过大或不足。该因素易造成轴瓦变形、抖动及自调心功能失效。

(9) 从机座与轴承座独立设计制作，以及轴瓦偏磨、干气密封梳齿偏磨的现象看，机座可能受出口管热膨胀应力影响，机座偏移轴承中心的可能性较大。

综合以上分析，振动产生的主要影响因素包括以下方面：①转子结垢破坏转子的动平衡。②转子动平衡被破坏后，造成轴瓦、口环、梳齿碰摩。③管道热膨胀应力造成机座中心与轴承中心偏移而产生碰摩。④机组安装误差或热膨胀变形导致碰摩振动[3-4]。转子的动平衡破坏会造成与轴瓦或口环、梳齿的碰摩，反之亦然，两者是相互关联、相互影响的因素。

3 测试确认及整改措施

(1) 使用频谱分析仪对振动信号进行测试，前后端轴承均出现占据较大分量的5倍、6倍、7倍、8倍、11倍高频振动，说明转子存在轴瓦的碰摩现象，并伴随着轴承损坏的可能。离心风机非驱动端轴承H方向振动频率测试结果及振动时域图分别见表1和图1。

表1 离心风机非驱动端轴承H方向振动频率测试结果

图1 离心风机非驱动端轴承H方向振动时域图

(2) 在机座四角位置依次架设8块百分表，测量启动前后各点的位移变化，发现开机8 h后，位于机座左旋180°方向(西)位移0.25 mm，这说明转子轴承中心已偏离，因此导致转子与轴瓦碰摩。

(3) 将非驱动端轴承底座加垫0.40 mm的钢皮，将转子水平度调整至0.05 mm/m以内。

(4) 经拆检出口管的横向型大拉杆膨胀节，发现导流筒与波纹管之间堵满积垢，从而导致膨胀节失效。为消除管道对机座影响，在机座四角加安顶紧螺栓并锁紧，确保机座不偏移；将风机出口管道固定支撑改为可滑移支撑，以消除管道膨胀应力，保证机座不受管道热应力被顶偏。

(5) 经压铅法检测球面瓦底座接触面积与过盈量，接触面积均大于70%，驱动端瓦背加垫钢垫，过盈量控制在0～0.02 mm；非驱动端加钢垫后，过盈量控制在0.01～0.04 mm，确保瓦座不抖动。

4 结语

经过大修后，离心风机的振动得到有效控制，开机振动值保持在0.12 mm/s，机组与装置的运行周期得到了大幅提升。从上述对故障原因的分析可知，机座受管道热应力偏移轴承中心是主要原因，叶轮积垢破坏动平衡且造成碰摩是次要原因。当遇到影响因素较多的故障时，需采用各种方法如正交法、筛选法、归纳推理等进行研究分析，逐一梳理可能存在的原因以及各因素之间的关系，从而确定出主次要影响因素，最终找到解决问题的办法。