锅炉风机的故障诊断与状态维修

2022-10-22张继升

应用能源技术 2022年9期

张继升

(晋控电力塔山发电山西有限公司，大同 037001)

0 引言

风机作为锅炉的重要部件之一，其状态往往影响着锅炉的工作，当风机出现故障时，就会使锅炉的使用出现种种问题，严重时会连带锅炉故障，造成大量损失，因此，锅炉风机的故障维修与日常维护工作十分重要，工作人员需要及时排查故障并解决问题，保证锅炉风机的正常运行。

1 锅炉风机常见故障

1.1 叶片振动

锅炉风机最主要的工作部位是风机叶片，叶片是保证风机正常出风的重要部件之一，在风机叶片的转动过程中振动不可避免，在正常振动范围内不会对风机的工作造成危害。当叶片的振动频率异常时，就会对锅炉风机的安全性与稳定性带来影响，比如长时间的异常振动会影响风机与叶片的坚固与稳定，慢慢造成机械零件松动；叶片处于不稳定的工作状态会导致叶片出现不同程度的损害，最终使风机叶片报废。因此，当风机叶片的振动出现问题时，就需要工作人员进行及时的故障排查，找出引发风机叶片异常振动的原因。

1.2 叶片磨损、积尘

锅炉的工作离不开加热、焚烧，因此锅炉风机的叶片极易积灰与磨损，在锅炉风机具体工作过程中，叶片出现积尘与磨损情况时，风力会产生明显的变化，对比正常状态下的工作效率会有明显下降。当大量含有杂质与漂浮颗粒的烟尘进入风机后，叶片就会因这些灰尘的摩擦发生磨损，积灰过多也会造成叶片转动压力增大，若是不及时进行清理与维护，将会对风机的稳定性与安全性带来巨大影响，叶片的磨损与积尘会对锅炉风机的运行造成危害，影响风机的工作效率，还会影响到其他机械部件，为机械的维修工作带来麻烦，增加工作人员工作量，降低了生产效率。

1.3 风机轴承温度过高

锅炉风机的轴承温度过高也是造成锅炉风机故障的主要原因是一，轴承在工作中因摩擦生热，因此需要在锅炉风机的运行过程中及时降低轴承的温度。当锅炉风机的轴承温度过高时，会对机械本身带来严重损害，由于热胀冷缩的原理，轴承长时间处于高温状态下会造成机械间出现缝隙，轴承长时间处在过高的温度下还有熔断的危险，不仅影响机械效率，还容易对人员的安全造成危害。

2 锅炉风机故障维修措施

2.1 排查叶片振动原因并及时维修

锅炉风机叶片的异常振动会导致风机受损，影响锅炉的正常工作，因此，当叶片振动异常时需要及时排查出振动原因。由于锅炉风机的叶片振动是一种比较容易被察觉的故障，常见的故障检查方式有两种：第一种是听锅炉风机的运行声音，众所周知，声音是由物体振动产生的，而机械在运作过程中不可能不发生振动，因此，工作人员可以从锅炉风机的运行声音判断叶片振动是否正常，在正常工作状态下的风机叶片，其振动产生的是比较单一的、有规律的声音，当听到锅炉风机在运行过程中产生了杂音与不规律的声音时，已经可以简单判断出锅炉风机出现了故障。第二种方式是观察设备参数，在锅炉风机的制造过程中，生产商会考虑到故障问题，因此会在生产时将零件的正常运行参数做出标注，如果在检查风机设备与叶片运行参数时发现明显的数值变化，就代表了叶片振动频率发生异常[1]。

从目前的工业研究与资料上看，锅炉风机叶片异常振动的原因主要有以下几点，分别是气流引发的异常振动；电磁导致叶片异常振动；机械运行本身产生的振动。气流振动常常发生在锅炉风机运行时，风机转动失速或是在风机工作时产生了产生了不稳定的入口气流，当发生气流振动时，转速频率增高，大于特征频率，锅炉风机叶片振幅波动较大，振动频率不稳定可以明显感受到机壳剧烈振动。电磁振动的产生多是由气隙的不均匀引发的问题，可以采用断电的方法来判断风机是否产生了电磁振动，当风机断电后，若是振动立即消失，在频谱中也没有发现电源频率，即可判断叶片的振动是电磁振动。导致叶片的机械振动原因较多，多是由于零件或机械本身产生硬件问题，比如叶片的不平衡不对中、设备连接松动、轴承松动等原因都会引发机械振动。

因此，工作人员需要针对不同的振动原因进行相应的维修与维护工作，当找到叶片振动的原因是需要对症下药。因气流振动产生的叶片振动，就需要保证气流的稳定，控制好风机的转速频率，让风机的转动速度维持在正常的范围内，同时保证入口气流的稳定，以减少气流振动引发的叶片振动；当电磁振动发生时，就需要工作人员及时进行调整，维持气隙的均匀；叶片振动是由机械振动引起时，需要针对各个风机部件进行细致排查，比如将在不影响机械工作的状态下为各部件增加固定螺丝，将各种机箱进行加固处理，及时检查风扇叶片的完整情况，将各处零件检查维护，替换掉报废零件等[2]。

以某厂风机故障为例，厂方工作人员对风机进行振动参数的收集与分析，发现风机出现振动故障，经过现场实际勘查后，对风机设备进行故障数据监测，包括风机的运动频率及振动幅值等信息。故障风机的设备参数如下：电机功率为500HP，风机的额定流量为57 000 M3/h，风机转速为1780RMP，非驱动端轴承型号是22220，驱动端轴承型号是22215.具体测试参数见表1。

表1 测试参数

由现场测试数据可知，风机与电机的振动以水平方向为主，振动值大于6 mm/s，工作人员即可判断出风机设备出现高频振动，故障原因多为风机不平衡、零件故障等问题，这时只需要进一步进行故障排查并维修，即可修复风机故障问题。

2.2 叶片除灰、维护

锅炉风机的叶片除了会因为异常振动发生故障，还会因为积灰、叶片磨损的原因发生问题，可以采用观察法与计算分析法判断叶片是否发生了积灰、磨损的情况。工作人员在锅炉风机运行停止后，可以通过肉眼进行观察，可以清晰的看到锅炉风机中的具体情况，由于锅炉风机的叶片在转动过程中需要减少阻力，因此叶片的表面十分光滑，若是表面积灰，灰尘会十分显眼；出于叶片防腐的工作需要，会在叶片表面进行涂漆操作，叶片发生磨损后，叶片表面将会出现明显痕迹，因此肉眼可以简单判定出风机叶片的积灰与磨损情况。还可以采用计算分析法，锅炉风机在正常的运行状态下，其参数会保证在一定的浮动范围内，通过计算与对比锅炉风机的各种参数，发现其中的数据变化，即可判断出风机的运行是否发生故障。在锅炉风机运行停止后，工作人员就需要及时将叶片上的粉尘进行处理，由于锅炉的工作性质，在锅炉的运行过程中会产生大量粉尘、烟尘，若是不进行除灰操作，叶片上的粉尘日积月累的堆积，不仅会造成风机的异常振动，还会给叶片带来压力，当机械缝隙中累积过多粉尘后，还会造成机械故障。

叶片停止转动后，灰尘会因为惯性在瞬间脱离叶片，工作人员可以在风机停止运行的瞬间打开喷嘴冲水阀门，将叶片的非工作表面进行简单冲洗，随后将机器底部的排水阀门打开将污水排出，实现简单清灰工作，同时，工作人员需要定时进行大规模除灰工作，将日常清理时的死角清洁干净，保证叶片的正常运转。叶片的磨损故障主要在于预防，工作人员需要定时对叶片进行防腐检查，及时为叶片进行喷漆、补漆的工作，当叶片的磨损达到一定程度时，需要及时进行叶片的更换，保证锅炉风机的正常运行。

2.3 风机轴承温度控制

锅炉风机的工作环境温度偏高，风机的运行模式等原因都会引起风机轴承温度过高，导致锅炉风机故障。针对风机轴承温度过高的问题，工作人员需要定期为轴承添加润滑油，减少轴承在工作中的摩擦力，从而降低风机轴承的温度，需要注意的是，润滑油不可添加过量，物极必反，过量的润滑油也会影响轴承的散热，变相提高了轴承的运行温度，在选择润滑油时，要结合锅炉的实际情况进行匹配选择，保证润滑油无变质情况，其中选择无杂质的润滑油最佳[3]。

在锅炉风机的工作步骤中可以为其设计匹配的冷却降温系统，通过先进的降温技术进行轴承的冷却工作；也可以提高降温装置中水流的流动速度，达到更好的降温效果；还可以在进行降温工作的水管的外层进行隔热处理，防止水温过高影响轴承的运转。在进行一系列轴承降温工作的同时也要定期检查轴承，以便及时发现轴承本身的故障问题，定期为锅炉风机的轴承更换保护皮，保护轴承在高速运转下的工作状态，避免轴承断裂导致的锅炉风机损坏，影响整个设备的运行。