煤氣加壓機(jī)常見故障及檢修

梁登林

（廣西中鋁工業(yè)服務(wù)有限公司，廣西百色 531499）

1 背景簡介

中鋁廣西分公司熱電廠有7 臺(tái)離心風(fēng)機(jī)，其功能是將氣化爐生產(chǎn)的煤氣通過加壓輸送至氧化鋁焙燒爐生產(chǎn)焙燒出產(chǎn)品氧化鋁粉，在生產(chǎn)工藝上稱為“煤氣加壓機(jī)”。氧化鋁共有5 臺(tái)焙燒爐，1 臺(tái)煤氣加壓機(jī)供應(yīng)1 臺(tái)焙燒爐生產(chǎn)用煤氣，5 開2 備。目前在用的煤氣加壓機(jī)均為建廠初期和擴(kuò)建產(chǎn)能時(shí)購置的陜西鼓風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的C800 離心鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備，設(shè)備使用已近30 年，性能嚴(yán)重下降。為保證生產(chǎn)需要，本文對(duì)設(shè)備的檢修、恢復(fù)設(shè)備性能的方法進(jìn)行總結(jié)。

2 煤氣加壓機(jī)簡介

煤氣加壓機(jī)主要由主電機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)、潤滑油站等部件組成，主要作用是通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子把煤氣吸入風(fēng)道，再通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉輪對(duì)其進(jìn)行壓縮，并重復(fù)上述過程，使煤氣壓力逐漸增加至設(shè)定值，最后通過排氣口輸送給用戶使用。本文從機(jī)械方面，對(duì)主電機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)大修過程的質(zhì)量控制技術(shù)進(jìn)行論述。煤氣加壓機(jī)的性能參數(shù)如表1 所示。

表1 煤氣加壓機(jī)的性能參數(shù)

3 開蓋檢修的判定

當(dāng)煤氣加壓機(jī)出現(xiàn)以下問題之一時(shí)，就必須對(duì)煤氣加壓機(jī)的離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行開大蓋檢修。①點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)煤氣加壓機(jī)滑動(dòng)軸承的振動(dòng)數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)；②點(diǎn)檢發(fā)現(xiàn)煤氣加壓機(jī)滑動(dòng)軸承的溫度超出標(biāo)準(zhǔn)；③煤氣加壓機(jī)供氣量不能滿足氧化鋁焙燒爐的生產(chǎn)要求；④開大蓋周檢修期即將到達(dá)或配合焙燒爐停爐檢修。

離心鼓風(fēng)機(jī)是煤氣加壓機(jī)的心臟，一旦發(fā)現(xiàn)上述問題就必須開蓋檢修。檢修過程中要對(duì)上述問題進(jìn)行逐一檢查，通過對(duì)設(shè)備的檢修恢復(fù)煤氣加壓機(jī)的工作性能，從而滿足生產(chǎn)的需要。

4 常見故障及原因

為了提高煤氣加壓機(jī)的使用壽命，保證其連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)嚴(yán)格按照例檢周期對(duì)廠內(nèi)煤氣加壓機(jī)逐臺(tái)進(jìn)行計(jì)劃性停機(jī)檢修。一方面可以消除非停隱患，另一方面也給檢修隊(duì)伍留出充足的時(shí)間進(jìn)行例檢，以便把控檢修質(zhì)量。通過監(jiān)測運(yùn)行中及開停機(jī)時(shí)出現(xiàn)的主要故障有：振動(dòng)數(shù)值大、軸瓦溫度超標(biāo)、主電機(jī)氣隙對(duì)角值偏差大、供氣量不足等。

4.1 振動(dòng)超標(biāo)

煤氣加壓機(jī)振動(dòng)超標(biāo)是設(shè)備運(yùn)行中的常見故障。煤氣加壓機(jī)的支撐為剛性滑動(dòng)軸承座，所以當(dāng)振動(dòng)速度超過4.0 mm/s 時(shí)，就可判斷為振動(dòng)超標(biāo)。煤氣加壓機(jī)的振動(dòng)會(huì)造成滑動(dòng)軸承和離心鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子損壞、螺栓松動(dòng)、機(jī)殼和風(fēng)道損壞等，嚴(yán)重危及離心鼓風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。造成煤氣加壓機(jī)振動(dòng)超標(biāo)的原因很多，一般有：軸瓦間隙過大、轉(zhuǎn)子未清潔和做動(dòng)平衡、主電機(jī)氣隙對(duì)角值偏差大、主電機(jī)與離心鼓風(fēng)機(jī)對(duì)中數(shù)據(jù)超標(biāo)等。如果能根據(jù)具體問題分析找出其原因，并制定有針對(duì)性的解決方法，就能縮短檢修時(shí)間，進(jìn)而保證氧化鋁焙燒爐產(chǎn)品產(chǎn)量。

4.2 軸瓦升溫超標(biāo)

在煤氣加壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速高達(dá)2982 r/min，煤氣加壓機(jī)滑動(dòng)軸承的軸瓦部位溫度有限制，如果軸瓦溫度過高會(huì)造成“燒瓦”，導(dǎo)致煤氣加壓機(jī)軸頸磨損。軸瓦溫度過高的原因有：

（1）在裝配時(shí)，軸與軸瓦裝配間隙過小或沒有間隙，造成溫度升高。

（2）在運(yùn)行中，煤氣加壓機(jī)一般是用潤滑油進(jìn)行潤滑，潤滑效果不良會(huì)造成溫度過高，導(dǎo)致軸瓦的巴氏合金損壞，進(jìn)而造成煤氣加壓機(jī)軸頸磨損。

（3）軸瓦的冷卻效果不良，油管進(jìn)油量小，也會(huì)導(dǎo)致軸瓦溫度升高。

4.3 主電機(jī)氣隙對(duì)角值偏差大

主電機(jī)氣隙是指電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間的空隙大小。當(dāng)主電機(jī)氣隙變大時(shí)，會(huì)對(duì)主電機(jī)產(chǎn)生以下影響：

（1）降低主電機(jī)輸出功率：導(dǎo)致主電機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小，從而降低主電機(jī)的輸出功率。

（2）提高主電機(jī)噪聲：使得主電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生更大的振動(dòng)和噪聲。

（3）降低主電機(jī)效率：導(dǎo)致主電機(jī)的磁通密度下降，從而降低主電機(jī)的效率。

（4）增加主電機(jī)損耗：使得主電機(jī)的鐵芯損耗和轉(zhuǎn)子損耗增加，從而降低電機(jī)的壽命。

當(dāng)主電機(jī)氣隙變小時(shí)，會(huì)對(duì)主電機(jī)產(chǎn)生以下影響：

（1）增加主電機(jī)事故率：容易出現(xiàn)定子與轉(zhuǎn)子磨擦與碰撞，發(fā)生“掃膛”現(xiàn)象，增加事故發(fā)生的概率。

（2）降低主電機(jī)的輸出功率：漏抗增大導(dǎo)致主電機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小，從而降低主電機(jī)的輸出功率。

（3）提高主電機(jī)的噪聲：開槽的影響增大，對(duì)應(yīng)的諧波磁場變大，諧波轉(zhuǎn)矩、損耗、噪聲增大。

（4）提高主電機(jī)的磁拉力：單邊磁拉力影響變大，可靠性降低。

主電機(jī)氣隙不均勻（或大或小），使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁拉力，發(fā)生不平衡振動(dòng)。因此，為了保證主電機(jī)的正常運(yùn)行和延長主電機(jī)的壽命，應(yīng)當(dāng)盡可能控制主電機(jī)氣隙的大小，確保主電機(jī)氣隙均勻。

4.4 煤氣加壓機(jī)供氣量不足

煤氣加壓機(jī)供氣量不足一般在臨近例檢周期時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，供氣量不足會(huì)影響用戶生產(chǎn)的連續(xù)性，其主要表現(xiàn)為排氣壓力低。造成排氣壓力低的主要原因是內(nèi)部風(fēng)道堵塞、轉(zhuǎn)子葉輪結(jié)焦、密封氣封磨損或崩裂、主電機(jī)轉(zhuǎn)速低等。

5 排除措施

5.1 消除振動(dòng)

（1）造成軸瓦振動(dòng)大的原因有軸瓦間隙過小或沒有間隙，排除故障的措施是按質(zhì)量控制表的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整軸與軸瓦的間隙，調(diào)整上軸瓦與壓蓋的緊力，如有必要，可以更換新的軸瓦。煤氣加壓機(jī)風(fēng)機(jī)軸瓦間隙設(shè)計(jì)值和電機(jī)軸瓦間隙設(shè)計(jì)值如表2、表3 所示。

表2 煤氣加壓機(jī)風(fēng)機(jī)軸瓦間隙設(shè)計(jì)值 mm

表3 煤氣加壓機(jī)電機(jī)軸瓦間隙設(shè)計(jì)值 mm

（2）離心鼓風(fēng)機(jī)輸送介質(zhì)為煤氣，其中含有煤粉和氧化硫等雜物，在運(yùn)行中會(huì)粘附在離心鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子上形成結(jié)焦，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡現(xiàn)象。應(yīng)對(duì)其進(jìn)行停機(jī)開蓋，并對(duì)葉輪、隔板進(jìn)行高壓沖洗、噴砂，葉輪重新做動(dòng)平衡（剩余不平衡力矩≤18034 g·mm），從而消除或減小離心鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)。

（3）螺栓的安裝不規(guī)范或者緊固力矩不足，也會(huì)造成振動(dòng)，應(yīng)使用相應(yīng)的扭矩扳手緊固螺栓，確保螺栓力矩達(dá)到要求。

（4）主電機(jī)與離心鼓風(fēng)機(jī)對(duì)中數(shù)據(jù)超標(biāo)，也會(huì)造成振動(dòng)，應(yīng)使用激光對(duì)中儀對(duì)其進(jìn)行對(duì)中調(diào)整，確保對(duì)中數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。煤氣加壓機(jī)電機(jī)與離心鼓風(fēng)機(jī)對(duì)中數(shù)據(jù)為垂直方向0.04 mm、水平方向0.03 mm。

5.2 防止軸瓦升溫過高

（1）當(dāng)軸與軸瓦間隙過小或沒有間隙造成的溫度升高時(shí)，應(yīng)當(dāng)按質(zhì)量控制表的標(biāo)準(zhǔn)要求，使用壓鉛法重新調(diào)整軸與軸瓦的配合間隙（頂間隙、側(cè)間隙）。其中，軸瓦的頂間隙根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以取軸直徑的1‰～2‰，側(cè)間隙為頂間隙的1/2。側(cè)間隙需根據(jù)需要刮削出來，但在刮削軸瓦時(shí)不可留有側(cè)間隙，因?yàn)楣屋S瓦時(shí)需確定軸在180°范圍內(nèi)的正確位置。使用紅丹粉檢查軸與軸瓦的接觸面，軸瓦與軸承箱接觸面積不小于60%，軸瓦與葉輪軸接觸點(diǎn)數(shù)≥70%，且接觸均勻，接觸點(diǎn)越多、越細(xì)、越均勻，表示刮削效果越佳，反之則表示刮削效果不佳。每次刮削作業(yè)后清除刮屑，重新調(diào)整、刮瓦。軸與軸瓦間隙測量調(diào)整（壓鉛法）如圖1 所示。

圖1 軸與軸瓦間隙測量調(diào)整（壓鉛法）

（2）當(dāng)潤滑油進(jìn)油量過少時(shí)也會(huì)造成溫度過高，進(jìn)而導(dǎo)致軸瓦的巴氏合金因缺少油潤滑而被破壞。如果長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，應(yīng)經(jīng)常更換潤滑油，并保證油液質(zhì)量，從而保證軸瓦的質(zhì)量和使用壽命。

（3）自然冷卻效率低時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)整潤滑油的進(jìn)油量或增加軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行物理降溫。

5.3 減小主電機(jī)氣隙對(duì)角值

為防止主電機(jī)氣隙對(duì)角值偏差大，檢修時(shí)需要使用塞尺對(duì)主電機(jī)氣隙進(jìn)行測量，并通過調(diào)整主電機(jī)定子位置來確保主電機(jī)上下、左右的氣隙在允許范圍內(nèi)（對(duì)角偏差≤0.2 mm）。主電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子的理想狀態(tài)如圖2 所示，主電機(jī)氣隙標(biāo)準(zhǔn)如表4 所示。

圖2 定子與轉(zhuǎn)子的理想狀態(tài)

表4 主電機(jī)氣隙標(biāo)準(zhǔn) mm

5.4 預(yù)防排氣壓力低

為預(yù)防煤氣加壓機(jī)出現(xiàn)排氣壓力低的情況，在每次例檢的過程中需要定期安排人員清理風(fēng)道結(jié)焦、將隔板吊出進(jìn)行高壓清洗、對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行清洗和噴砂處理、更換磨損或崩裂的密封氣封、及時(shí)保養(yǎng)主電機(jī)等。如果出現(xiàn)突發(fā)性排氣壓力低的情況，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系用戶，做好切換備機(jī)的準(zhǔn)備，并及時(shí)安排檢修人員對(duì)出現(xiàn)排氣壓力低的煤氣加壓機(jī)進(jìn)行開蓋檢修，及時(shí)消除影響。如有必要，可以對(duì)輸送管道進(jìn)行定期清理結(jié)焦，以確保煤氣的供氣量。

6 保養(yǎng)和維護(hù)

對(duì)煤氣加壓機(jī)應(yīng)定期進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)。崗位人員應(yīng)時(shí)刻關(guān)注探溫儀器反饋的溫度波形，如果發(fā)現(xiàn)異常增溫，應(yīng)及時(shí)安排人員進(jìn)行處理。崗位人員應(yīng)定期使用振動(dòng)頻譜分析儀定期檢測軸瓦狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理，盡可能消除影響軸瓦壽命的因素，使軸瓦發(fā)揮最佳性能。對(duì)潤滑油站過濾器應(yīng)定期進(jìn)行清洗，經(jīng)常對(duì)潤滑油進(jìn)行取樣，送相關(guān)檢測單位檢測分析，分析潤滑油的質(zhì)量。應(yīng)定期對(duì)潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)性的檢測，從而提高煤氣加壓機(jī)的工作效率和使用壽命。

7 結(jié)束語

對(duì)煤氣加壓機(jī)的開蓋檢修，主要是按計(jì)劃工期的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，根據(jù)煤氣加壓機(jī)停機(jī)前的運(yùn)行狀況以及點(diǎn)檢反饋的信息逐一檢查并記錄，并對(duì)煤氣加壓機(jī)的轉(zhuǎn)子、隔板、軸瓦間隙、密封氣封、主電機(jī)的氣隙以及與離心鼓風(fēng)機(jī)的對(duì)中情況等進(jìn)行檢查調(diào)整，以把控檢修質(zhì)量。