高爐鼓風(fēng)機(jī)軸向振動故障分析與處理措施

李承蘭

（河北鋼鐵集團(tuán)唐山分公司 河北 唐山 063000）

1 概述

高爐鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備是為了冶煉高爐提供足夠的含氧空氣，它是高爐生產(chǎn)的重要組成部分。由于高爐冶煉的連續(xù)性，要求高爐鼓風(fēng)機(jī)均勻地供給一定量的空氣，另外還應(yīng)有一定的風(fēng)壓，在整個冶煉過程中，由于原料、燃料、操作等條件的變化，引起爐況經(jīng)常改變，也相應(yīng)的要求供風(fēng)參數(shù)也要變化，所以高爐鼓風(fēng)機(jī)具有一定的穩(wěn)定調(diào)節(jié)范圍和可靠的安全控制系統(tǒng)。

機(jī)組的振動是一個比較復(fù)雜的問題，造成振動的原因很多，我們可以大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動達(dá)到可控，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，通過對大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行振動數(shù)據(jù)檢測記錄，并根據(jù)檢測數(shù)據(jù)分析找出振動較大設(shè)備，對此類設(shè)備重點連續(xù)跟蹤發(fā)現(xiàn)潛在的隱患，查找振動原因并提出相應(yīng)的解決方案，及時檢修處理，使設(shè)備可靠穩(wěn)定運(yùn)行并延長了設(shè)備使用壽命。在這個過程中我們所收獲到的并不僅是隱患的排除，而是摸索出一套理論來。我們從起初對發(fā)現(xiàn)的設(shè)備故障的束手無測，只能更換備件或者在大修來保證設(shè)備的正常運(yùn)行，這種方法不但檢修周期長，而且更換檢修完后，故障隱患仍然存在。迫使我們必須找到可行的辦法從根本上消除隱患。因此我們開始分析研究，提出方案，然后在論證試驗，直到找到一種合理的改進(jìn)方法，然后實施驗證。這個過程、這套思路更是我們應(yīng)該掌握的。

2 研究背景

伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國電力、能源、化工、航空和船舶等行業(yè)也取得了長足進(jìn)展，一大批大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械先后被裝備電廠、核電站、化工廠、航空等。這類高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的共同特點是：均有高速定軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、定子與機(jī)殼、軸承組成，自動化程度和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度都很高，結(jié)構(gòu)日益向高轉(zhuǎn)速、高效率、高精度、高可靠性趨勢發(fā)展。大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械是電力、能源、化工、航空和船舶等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，這些大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備由于機(jī)組在加工制造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)中的潛在缺陷和失誤，當(dāng)機(jī)組在高速旋轉(zhuǎn)中總是伴隨著不同程度的振動。其穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到整機(jī)系統(tǒng)的工作壽命，是安全、高效生產(chǎn)的決定性因素，因此大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動監(jiān)測與分析系統(tǒng)的研究與應(yīng)用對于避免巨額的經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)難性事故的發(fā)生有著重要的意義。能源科技公司針對大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高等特點，已將設(shè)備振動監(jiān)測與故障診斷技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)備維修與管理工作，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)備效益。

能源科技公司大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備較多，在機(jī)組一旦出現(xiàn)振動增大，并超過報警值時，應(yīng)立即停機(jī)，分析原因，加以排除。機(jī)組的振動是一個比較復(fù)雜的問題，造成振動的原因很多，查找故障原因以前基本上是采用解體檢查尋找。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時，不論是否與振動有關(guān)都要先消除，再啟動，若振動沒有解決，再拆再尋找。開始是小拆小查，逐漸擴(kuò)大，后來是大拆大卸，最后振動即使消除了，其故障原因還是不明白。由于直觀尋找振動故障盲目性大，費時費工。而且給正常生產(chǎn)造成很大影響，對于結(jié)構(gòu)和故障機(jī)理簡單的回轉(zhuǎn)機(jī)械采用解體直觀尋找振動故障成功率較高，但對于大型機(jī)組特別是汽輪發(fā)電機(jī)組、汽輪鼓風(fēng)機(jī)組，不僅零部件大而多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且引起振動的原因及其復(fù)雜。解體尋找不可能每一個部件都做仔細(xì)檢查即使是直觀可見的振動故障，在一次解體尋找中也未必能發(fā)現(xiàn)，因此成功率較低。

大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行振動數(shù)據(jù)檢測記錄，并根據(jù)檢測數(shù)據(jù)分析振動原因。根據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)行分析、研究，制定解決方案。結(jié)合生產(chǎn)廠，根據(jù)現(xiàn)場條件對振動值超標(biāo)機(jī)組進(jìn)行處理，提高設(shè)備可靠性和延長設(shè)備使用壽命。針對不同問題制定相應(yīng)的解決方案解決設(shè)備的振動問題，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 故障分析

由于唐鋼能源科技公司北區(qū)6#汽輪鼓風(fēng)機(jī)機(jī)組排氣側(cè)軸瓦軸向振動值達(dá)到120μm，經(jīng)過專家組分析確定是因為制造廠鼓風(fēng)機(jī)軸承座制造剛度不夠，導(dǎo)致排氣側(cè)軸瓦振動值大，自制加裝軸承座剛度提升裝置可提高軸承座剛度，可有效地解決機(jī)組振動問題。

4 處理措施

能源科技公司北區(qū)6#汽輪鼓風(fēng)機(jī)組由于制造廠運(yùn)轉(zhuǎn)過程中排氣側(cè)軸瓦軸承箱箱體支撐發(fā)生彈性變形，剛度下降，引起軸的軸向振動大，影響了汽輪鼓風(fēng)機(jī)組正常運(yùn)行，造成設(shè)備停機(jī)檢修，使高爐生產(chǎn)受到影響。轉(zhuǎn)子的支撐系統(tǒng)一般由基礎(chǔ)臺板、軸承座、軸承等部件組合而成，這些部件的剛度直接影響汽輪鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸向振動，因此，加強(qiáng)軸承箱箱體的剛度可解決鼓風(fēng)機(jī)軸瓦軸向振動大的問題。

此方案所要解決的技術(shù)問題是提供一種高爐鼓風(fēng)機(jī)軸承箱加強(qiáng)裝置，將其安裝在軸承箱內(nèi)支撐筋的兩側(cè)，本裝置的上平板上部的凹槽用于容納上支撐，底板支撐在軸承箱底部，有效改善軸承箱的剛度。為解決上述技術(shù)問題，本方案所采取的技術(shù)方案是：一種高爐鼓風(fēng)機(jī)軸承箱剛度加強(qiáng)裝置，包括下平板、支撐板和上平板，上平板頂部設(shè)置用于容納軸承箱內(nèi)側(cè)頂部支撐筋的凹槽，下平板為矩形板狀結(jié)構(gòu)、且其四角均螺紋安裝支撐螺釘，支撐螺釘與軸承箱的地板固定鏈接。所述支撐板包括橫向支撐板和縱向支撐板，橫向支撐板和縱向支撐板交叉焊接成十字結(jié)構(gòu)，支撐板上端與下端分別與上平板和下平板焊接。所述支撐螺釘下端與地板之間焊接。

這種高爐鼓風(fēng)機(jī)軸承箱剛度加強(qiáng)裝置，其特征在于：包括下平板（2）、支撐板和上平板（6），上平板（6）頂部設(shè)置用于容納軸承箱內(nèi)側(cè)上支撐的凹槽，下平板（2）為矩形板狀結(jié)構(gòu)、且其四角均螺紋安裝支撐螺釘（3），支撐螺釘（3）與軸承箱的地板固定鏈接。而以上所描述的支撐板包括橫向支撐板（4）和縱向支撐板（5），橫向支撐板（4）和縱向支撐板（5）交叉焊接成十字結(jié)構(gòu)，支撐板上端與下端分別與上平板（6）和下平板（2）焊接。而所述支撐螺釘（3）下端與地板之間焊接。

圖1

圖2

圖3

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是圖1的俯視圖；其中：1、底板；2、下平板；3、支撐螺釘；4、橫向支撐板；5、縱向支撐板；6、上平板。

將自制裝置安裝在軸承箱內(nèi)支撐筋的兩側(cè)，本裝置的上平板上部的凹槽用于容納上支撐，底板支撐在軸承箱底部，有效改善軸承箱的剛度，使高爐鼓風(fēng)機(jī)具有一定的穩(wěn)定調(diào)節(jié)范圍和可靠的安全控制系統(tǒng)。

5 結(jié)語

能源科技公司北區(qū)6#汽輪鼓風(fēng)機(jī)組將自制剛度提升裝置安裝在軸承箱內(nèi)支撐筋的兩側(cè)，有效改善軸承箱的剛度，消除了機(jī)組排氣側(cè)的軸向振動。使汽輪鼓風(fēng)機(jī)具有一定的穩(wěn)定調(diào)節(jié)范圍和可靠的安全控制系統(tǒng)。

（1）提高了高爐鼓風(fēng)機(jī)軸承箱的剛度（2）降低了高爐鼓風(fēng)機(jī)組軸的軸向振動位移（3）避免了因鼓風(fēng)機(jī)軸瓦或其他備件燒壞而發(fā)生生產(chǎn)事故，影響高爐正常生產(chǎn)。

改造后機(jī)組經(jīng)過快一年的運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有出現(xiàn)過軸瓦振動大的問題，大大降低了工人的工作量，提高了人工勞效，延長了機(jī)組的使用壽命。