離心風機故障分析及維修總結

郭明華，馮劍波

(四川美豐化工科技有限責任公司， 四川德陽 618000)

1 存在的問題

離心風機是化工裝置中常見的運轉設備，機組運行狀況直接決定裝置生產的穩定性與運行周期。四川美豐化工科技有限責任公司所用離心風機采用兩端水平支撐，氣體經進氣管由下往上進入，出口管左旋0°，水平出氣(東向)；驅動端采用止推球面滑動軸承；非驅動端采用圓瓦球面滑動軸承，軸徑120 mm；葉輪采用兩側進氣，直板后彎型葉片，轉速2 970 r/m；電機功率1 400 kW。風機運行1年后，出現前、后端軸承振動值達8 mm/s(報警值6.3 mm/s，跳車值11 mm/s)，已影響到機組的正常運行[1-2]。多次停機檢查后發現，兩軸瓦均有烏金裂紋、脫落及摩擦痕跡，更換軸瓦后不久又出現振動值高達5～8 mm/s的波動。

2 原因分析

(1) 聯軸節對中。風機檢修嚴格按照檢修規程進行，復核徑向偏差<0.05 mm，端面<0.03 mm，軸向偏移<0.2/1 000，對中數據在正常范圍內。

(2) 軸瓦間隙。壓鉛測量軸瓦間隙在 0.14～0.20 mm之間，軸瓦間隙符合標準。除有烏金脫落、摩擦痕跡外，軸瓦靠出口管方向一側有偏磨，但運行中未出現超溫現象。

(3) 轉子動平衡。轉子已按G0.4級高速動平衡試驗，故轉子自身不存在問題，但葉輪上附著不均勻的積垢對轉子動平衡有一定的影響。

(4) 轉子碰摩。檢查轉子運轉部件，發現口環處因工藝介質結垢留有擦痕和軸瓦摩擦，干氣密封梳齒靠出氣管側也有偏磨。

(5) 干氣密封座孔同心度偏差。用杠桿百分表檢查干氣密封座孔徑向上下偏差<0.05 mm，水平方向偏差<0.10 mm，且前后一致，排除測量誤差，應屬于標準偏差要求的下限。

(6) 機座與轉子同心度偏差。因機座與軸承座非整體加工制造，兩者基本獨立。通過測量軸的水平度，發現非驅動端軸承中心比驅動端軸承中心低0.40 mm。

(7) 干氣密封的影響。經檢查，密封內件運轉靈活，無卡澀，僅發現梳齒密封靠出口管一側水平方向有偏磨。

(8) 球面軸承底座變形、過盈量過大或不足。該因素易造成軸瓦變形、抖動及自調心功能失效。

(9) 從機座與軸承座獨立設計制作，以及軸瓦偏磨、干氣密封梳齒偏磨的現象看，機座可能受出口管熱膨脹應力影響，機座偏移軸承中心的可能性較大。

綜合以上分析，振動產生的主要影響因素包括以下方面：①轉子結垢破壞轉子的動平衡。②轉子動平衡被破壞后，造成軸瓦、口環、梳齒碰摩。③管道熱膨脹應力造成機座中心與軸承中心偏移而產生碰摩。④機組安裝誤差或熱膨脹變形導致碰摩振動[3-4]。轉子的動平衡破壞會造成與軸瓦或口環、梳齒的碰摩，反之亦然，兩者是相互關聯、相互影響的因素。

3 測試確認及整改措施

(1) 使用頻譜分析儀對振動信號進行測試，前后端軸承均出現占據較大分量的5倍、6倍、7倍、8倍、11倍高頻振動，說明轉子存在軸瓦的碰摩現象，并伴隨著軸承損壞的可能。離心風機非驅動端軸承H方向振動頻率測試結果及振動時域圖分別見表1和圖1。

表1 離心風機非驅動端軸承H方向振動頻率測試結果

圖1 離心風機非驅動端軸承H方向振動時域圖

(2) 在機座四角位置依次架設8塊百分表，測量啟動前后各點的位移變化，發現開機8 h后，位于機座左旋180°方向(西)位移0.25 mm，這說明轉子軸承中心已偏離，因此導致轉子與軸瓦碰摩。

(3) 將非驅動端軸承底座加墊0.40 mm的鋼皮，將轉子水平度調整至0.05 mm/m以內。

(4) 經拆檢出口管的橫向型大拉桿膨脹節，發現導流筒與波紋管之間堵滿積垢，從而導致膨脹節失效。為消除管道對機座影響，在機座四角加安頂緊螺栓并鎖緊，確保機座不偏移；將風機出口管道固定支撐改為可滑移支撐，以消除管道膨脹應力，保證機座不受管道熱應力被頂偏。

(5) 經壓鉛法檢測球面瓦底座接觸面積與過盈量，接觸面積均大于70%，驅動端瓦背加墊鋼墊，過盈量控制在0～0.02 mm；非驅動端加鋼墊后，過盈量控制在0.01～0.04 mm，確保瓦座不抖動。

4 結語

經過大修后，離心風機的振動得到有效控制，開機振動值保持在0.12 mm/s，機組與裝置的運行周期得到了大幅提升。從上述對故障原因的分析可知，機座受管道熱應力偏移軸承中心是主要原因，葉輪積垢破壞動平衡且造成碰摩是次要原因。當遇到影響因素較多的故障時，需采用各種方法如正交法、篩選法、歸納推理等進行研究分析，逐一梳理可能存在的原因以及各因素之間的關系，從而確定出主次要影響因素，最終找到解決問題的辦法。