離心式鼓風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因分析及對策

尚瓊　王欣　蔣開鋒

摘要：分析離心式鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)原因，并根據(jù)其主要原因從工藝、結(jié)構(gòu)、檢修質(zhì)量、日常維護(hù)等方面提出相應(yīng)改進(jìn)措施，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備長周期的運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：離心式鼓風(fēng)機(jī)；轉(zhuǎn)子；振動(dòng)；醋酸；

1 前言

鼓風(fēng)機(jī)是PTA裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，作為TA干燥機(jī)載氣系統(tǒng)的輸送設(shè)備，輸送介質(zhì)為含高濃度醋酸的酸性氣體，具有很強(qiáng)的腐蝕性。鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定、振動(dòng)高，極大的影響了裝置的安、穩(wěn)、優(yōu)運(yùn)行。本文對離心式鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)和分析原因，制定對策。

2 離心式鼓風(fēng)機(jī)原理結(jié)構(gòu)及故障統(tǒng)計(jì)

離心式鼓風(fēng)機(jī)原理為：電機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪中葉片之間的氣體在離心力的作用下甩出，氣體流速增大，使氣體在流動(dòng)中把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能，壓力逐漸升高，使靜壓能又轉(zhuǎn)換為速度能，通過排氣口排出氣體，而在葉輪中間形成了一定的負(fù)壓，使外界氣體在大氣壓的作用下立即補(bǔ)入，在葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)作用下不斷排出和補(bǔ)入氣體，從而達(dá)到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。

例舉洛陽石化PTA裝置，鼓風(fēng)機(jī)故障頻頻，八個(gè)月時(shí)間，兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)累計(jì)故障高達(dá)九，主要表現(xiàn)為振動(dòng)超標(biāo)。如表1

3 離心式鼓風(fēng)機(jī)振動(dòng)主要原因分析

3.1 轉(zhuǎn)子故障

3.3.1轉(zhuǎn)子不平衡

鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速2980r/min，葉輪作為做功元件，對其結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、加工要求較高，尤其是葉輪自身的平衡，對其平穩(wěn)運(yùn)行較為重要。在工藝上，介質(zhì)經(jīng)洗滌塔后含有少量粉料無法去除干凈，粘附于葉輪上，在流道和葉輪表面結(jié)垢。較臟的介質(zhì)對葉輪表面持續(xù)的高速的沖刷，造成葉輪的磨損，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失衡。當(dāng)葉輪外緣增加1g失衡重量，整個(gè)轉(zhuǎn)子所受的附加力將達(dá)數(shù)千牛頓。轉(zhuǎn)子的慣性力發(fā)生偏離，出現(xiàn)振動(dòng)。可見葉輪結(jié)垢、磨損、腐蝕都會(huì)造成葉輪失衡，進(jìn)而引起機(jī)組的振動(dòng)。因此，轉(zhuǎn)子整體動(dòng)平衡校驗(yàn)至關(guān)重要。

3.3.2 轉(zhuǎn)子不對中

轉(zhuǎn)子的軸線中心與安裝在軸上的軸承中心線有一定的傾斜角度，轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)機(jī)主軸中心線存在一定的偏差。產(chǎn)生這種情況的主要原因是實(shí)際生產(chǎn)出來的軸承座位置與設(shè)計(jì)的位置有偏差，聯(lián)軸器安裝時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)與機(jī)組的位置有偏差，這種偏差基本靠安裝人員對中找正來消除。轉(zhuǎn)子的不對中會(huì)把振動(dòng)傳遞給軸承座，對軸承座造成損傷，影響其壽命。

3.3.3 轉(zhuǎn)子碰磨

轉(zhuǎn)子與殼體發(fā)生摩擦，主要與轉(zhuǎn)子竄量有關(guān)，竄量過大導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與殼體偏摩，調(diào)整定位軸承在軸承箱內(nèi)的安裝位置可調(diào)整轉(zhuǎn)子的竄量。

3.2 軸承故障

3.2.1 軸承溫度高

軸承在裝配時(shí)存在誤差，軸承與軸承箱頂部之間的間隙不在合理的公差范圍內(nèi)，過緊會(huì)致使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦較大，導(dǎo)致溫度高于正常值。

部分鼓風(fēng)機(jī)采用潤滑脂潤滑，為了防止軸封泄漏的酸氣竄入軸承箱，通常設(shè)有氮?dú)夥创到Y(jié)構(gòu)，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，氮?dú)鈮毫^高會(huì)導(dǎo)致軸承箱內(nèi)潤滑脂被吹散，造成無油潤滑，軸承摩擦力過大，軸承溫度突升。

3.2.2 軸承振動(dòng)超標(biāo)

轉(zhuǎn)子軸向密封采用迷宮密封，氣封外側(cè)為軸承箱，迷宮密封屬于非接觸式密封，即使采取抽氣輔助密封手段或增加迷宮級數(shù)等措施，要做到完全不泄漏是非常困難的。介質(zhì)通過氣封進(jìn)入軸承箱，潤滑脂變臟變質(zhì)，影響潤滑效果。介質(zhì)具有強(qiáng)酸性，長時(shí)間與軸承接觸，必定腐蝕軸承鋼架，軸承支撐效果變差，引起機(jī)組振動(dòng)。軸承磨損嚴(yán)重還會(huì)造成軸承與軸和軸承箱配合面磨損，致使軸承跑外套，損壞軸承箱。

4 對策

通過對離心式鼓風(fēng)機(jī)的故障原因分析，可以得出結(jié)論：鼓風(fēng)機(jī)故障頻頻主要與介質(zhì)本身性質(zhì)、軸承損壞、檢修質(zhì)量有關(guān)。針對其主要原因制定出以下對策：

從工藝上，定期停機(jī)對鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行堿洗，以便清理葉輪結(jié)垢或殼體內(nèi)含有的雜質(zhì)，避免造成轉(zhuǎn)子的不平衡。檢查工藝操作減少介質(zhì)中雜質(zhì)的含量。

從結(jié)構(gòu)上，軸承箱軸封外側(cè)增設(shè)擋氣環(huán)，擋氣環(huán)與軸之間加一道密封圈，緊貼軸承箱，該環(huán)固定在軸上，避免由軸封泄漏出的酸氣竄入軸承箱。在軸承箱下鉆孔，作為泄漏外排之用，以便泄漏的酸氣及時(shí)排出而不至于軸承與酸氣長時(shí)間接觸，延長軸承的使用壽命。或者從新設(shè)計(jì)制造軸承箱，將軸承箱與機(jī)體分離，并單獨(dú)固定在臺(tái)板上。在軸承箱上增設(shè)氮?dú)?，使軸承箱內(nèi)為微正壓。

從檢修上，嚴(yán)格控制汽封間隙，保證為0.2+0.6D/1000。提高轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡精度，確保機(jī)組與驅(qū)動(dòng)機(jī)對中精度，調(diào)整轉(zhuǎn)子竄量，提高檢維修質(zhì)量。

從日常維護(hù)保養(yǎng)上，定期監(jiān)測其運(yùn)行狀況，更換潤滑脂以保證軸承潤滑效果。

5 結(jié)語

經(jīng)過工藝流程的控制、設(shè)備結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、日常保養(yǎng)的加強(qiáng)，該鼓風(fēng)機(jī)機(jī)組振動(dòng)基本控制在0.02mm以內(nèi)，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行周期明顯延長，由原來的一個(gè)月左右，延長到半年左右，轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡、零配件更換等的費(fèi)用大幅降低。

參考文獻(xiàn)

[1]何文旭. D500-11-2離心鼓風(fēng)機(jī)故障分析[J].化工裝備技術(shù)，2001，22（1）：47-49

[2]潘輝. 離心式煤氣鼓風(fēng)機(jī)常見故障分析[J].科技與企業(yè)，2014，（11）：317

[3]周原主編. 機(jī)泵維修鉗工[M]，北京：中國石化出版社，2007