離心式通風機常見故障及排除

徐學民

（龍星化工股份有限公司，河北邢臺 054100）

0 引言

離心式通風機，一般用于鍛冶爐及高壓強制通風，可廣泛應用于輸送物料、氣體等介質。某公司年產2 萬噸化工裝置，使用的濾袋式反吹風機，型號是9-19-NO.8D（右90°），額定風量是7913 m3/h，全壓是15 229 Pa，轉速是2900 r/min，配套電機的功率是55 kW，主要部件包括葉輪、機殼、進風口、支架、電機、皮帶輪、聯軸器、消音器、傳動件（軸承）等。其主要功能是對附在過濾材料內壁的粉塵進行吹打，在一定壓力的空氣作用下，附著在濾材內壁的粉塵顆粒被吹落，自然沉降到不銹鋼錐形漏斗中。在前風機氣力輸送作用下，被送往后處理設備進行再次粉碎和收集。現以該風機在運行中出現的機械故障為例，及時發現和消除風機運行中的隱患，確保設備安全穩定運行。

1 風機振動

風機振動是風機在運行過程中常見的故障之一，風機的振動直接威脅設備的運行安全，必須第一時間進行排查和消除故障隱患，常見的故障原因有以下4 種。

1.1 風機殼或進風口與葉輪摩擦引起劇烈振動

這種現象常見于初次安裝和檢修后首次運行，明顯的特征是風機會出現比較刺耳的摩擦聲，出現這種情況需要立即停機，否則會出現嚴重的機械故障。風機進風口呈錐形管設計，一側插入葉輪入口處，四周與葉輪保持一定間隙，一般為2 mm 左右。如果在安裝過程中，進風口出現偏移現象，則進風口與葉輪四周的間隙不均勻，風機長期運行至熱態時，進風口受熱膨脹便會與葉輪發生刮蹭現象，引起風機振動。更換風機殼后，風機葉輪與機殼的各方位配合尺寸均發生變化，必須確保新機殼的安裝方向、角度與葉輪相匹配，這樣才能確保機殼與葉輪不發生刮蹭，也就不會發生振動現象。

1.2 葉輪鉚釘松動

風機葉輪一般有葉輪體、輪轂、鉚釘3 個部分。葉輪體與輪轂的聯接方式采用鉚釘聯接，鉚釘承載著較大剪切力。該風機所輸送的氣體含有SO2、CO 等多種成分，具有較強的腐蝕性。長期運行，葉輪鉚釘會出現腐蝕、沖刷等現象，使葉輪體與輪轂的配合出現松動，產生動不平衡，引起風機振動。此時，需要對風機葉輪的全部鉚釘進行更換，并且重新校驗動平衡，使其恢復到平衡狀態，方能確保風機運行平穩。

1.3 葉輪動平衡精度被破壞

實踐表明，風機在長期停運后重新啟動階段，最容易出現振動現象。究其原因，風機停運后機殼和管線內的工況發生變化，溫度降至常溫，管線和風機殼內殘余的氣體遇冷化為凝結水，與殘余SO2發生化學反應（2SO2+O2=3SO3），產生的SO3對金屬的腐蝕性非常強，對于用金屬材料制成的葉輪也不例外，在肉眼無法察覺的情況下葉輪表面發生變化，動平衡精度被破壞，使風機發生振動現象。

因此，對葉輪的日常維護要做到3 點。

（1）在葉輪運轉初期及定期檢查時，只要有機會，都必須檢查葉輪是否出現裂紋、磨損、積塵等缺陷。

（2）只要有可能，必須使葉輪保持清潔狀態，并定期用磨光刷刷去上面的積塵和銹皮等，因為隨著運行時間加長，這些灰塵由于不可能均勻地附著在葉輪上，而造成葉輪平衡破壞，引起轉子振動。

（3）葉輪只要進行檢修，就需對其再做動平衡校驗。如果條件允許，可以使用便攜式動平衡儀在現場進行平衡，這樣可以省去拆裝時間，縮短檢修時間。在做動平衡之前，必須檢查所有緊定螺栓是否上緊。因為葉輪已經在不平衡狀態下運行了一段時間，這些螺栓可能已經產生松動現象。

1.4 風機軸與電機軸不同心或彈性體發生磨損

風機和電機所連接的兩根軸的旋轉中心應保持同心，聯軸器在安裝時，必須進行找正，否則，會在聯軸器上產生較大的應力，并影響風機軸、軸承、葉輪的正常工作，嚴重時會造成機器的強烈振動。一般情況下，風機軸和電機軸的同軸度誤差應控制在0.05 mm 以內。此外，聯軸器彈性套的磨損也會影響風機的穩定性，該部件屬于易損件，因此，應經常檢查彈性套的完好情況，注意觀察風機聯軸器下方有無脫落損壞的彈性套，如果發現有掉落現象，應及時補充更換。

1.5 風機主軸與葉輪軸孔配合松動

為保證風機軸與葉輪軸孔聯接的可靠性，設計風機時采用的過盈配合，安裝時需對葉輪輪轂進行加熱到120 ℃以上才能安裝到主軸上。但風機經過數次拆裝檢修后，葉輪輪轂孔會出現磨損變大，失去原有配合精度，使原設計的過盈配合變成過渡配合甚至是間隙配合。風機高速旋轉后，軸與葉輪產生一定量的相對運動，回轉零部件質心偏移，高速旋轉時會引起振動和噪聲，引發故障。因此，要及時更換風機葉輪，使孔與軸的配合符合過盈的要求。

2 軸承溫升過高

軸承是風機主要零部件之一，其正常工作時溫度應不超過80 ℃，否則應立即停機檢查。而監測軸承溫度則成了風機日常維護中重要的工作之一。

2.1 潤滑油變質或潤滑不良

這是常見的風機軸承溫度過高的原因，潤滑不良是造成軸承過早損壞的主要原因之一。主要原因包括：未及時加注潤滑劑或潤滑油；潤滑劑或潤滑油未加注到位；潤滑劑或潤滑油選型不當；潤滑方式不正確等。選擇合適的潤滑油，對設備采取定點、定質、定量、定期、定人的方法，才能確保風機處于最佳的潤滑狀態，提高軸承的使用壽命。風機運行中，除每次檢修應更換潤滑油外，正常情況下每3 個月應更換潤滑油。

2.2 軸承箱蓋、座聯接螺栓的緊力過大或過小

軸承的外圈和外殼孔的配合采用基軸制，外圈安裝在外殼孔中，通常不旋轉。考慮工作時溫度升高會使軸承膨脹，因此，設計時，軸承外圈與外殼孔的配合應適當松一些，可以采取過渡配合，一般采用基本偏差J。在初次安裝或檢修時，應測量軸承外圈與外殼孔的間隙，確保符合過渡配合的要求。預緊力是利用組裝過程中施加的外力使軸承具有適當的功能。預載負載，如果預緊力太小，軸承運行期間會出現間隙，導致支撐剛度和旋轉精度降低，從而引起振動和噪聲。預緊力過大，則會增加滾動體與內圈和外圈滾道之間的摩擦。在運行過程中，溫度升高太快，降低了傳動效率并縮短了軸承壽命。只有施加適當的預緊力才能消除軸向間隙，減小反向誤差，提高軸系統的旋轉精度，并減少振動和噪聲。因此，測量并調整軸承外圈與軸承座內孔的配合，是避免軸承出現過熱的重要方法。

2.3 冷卻水不足、水溫過高或水流不暢

該系列風機輸送的氣體溫度在260 ℃左右，其正常轉速為2950 r/min。正常運轉時，受熱傳導的影響和軸承自身發熱的影響，軸承表面的溫度會很高，因此，風機軸承箱采用夾套水冷式結構，如果冷卻水水質比較差或水溫比較高，起不到很好的降溫作用，則對軸承的使用壽命有影響，必須經常檢查冷卻水的流動情況，確保水流通暢。一般情況下，進水水溫不應超過30 ℃，水質應相對清潔，不允許含有固體顆粒物，以免影響冷卻效果。采用開路循環冷卻的，要經常觀察回水漏斗的水流情況，是否存在水流過小或斷流現象。采用閉式循環冷卻的，應在出水管路上安裝視鏡，以便于觀察內部冷卻水的流通情況。在北方冬季長期不用時，應斷開風機的冷卻水，并用壓縮空氣進行吹掃，防止殘留液體凍壞水夾套。

2.4 軸與軸承的配合不良

滾動軸承內圈直徑是80 mm，與軸配合采用的是基孔制，風機軸頸的公差一般在，表面粗糙度要求達到Ra1.6 μm。如果軸頸的上偏差超過0.030 mm，則軸承內套與主軸的配合較緊，使軸承的游隙減小，運行中軸承會產生發熱現象，進而影響軸承的使用壽命。

2.5 軸承型號選用不對

該風機的額定轉速為2950 r/min，屬于轉速比較高的設備，因此選用22316/C3 軸承。這款軸承是由1 個雙滾道的內圈，2列球面滾子、保持架和1 個大球面的外圈組成，調心滾子軸承能夠自動調心，同時也能承受較大的徑向負荷，游隙是25～51 μm。而有的用戶在更換軸承時，沒有注意軸承的后綴字母，誤使用C0 組游隙的軸承，該系列軸承的游隙僅為10～30 μm。由于軸承游隙偏小，風機在旋轉過程中產生的熱量不能被及時帶走，運轉過程中發熱，如果持續運行就會發生抱軸。

3 風機運行電流過大

3.1 風機啟動時

該風機在啟動時，啟動電流能達到正常電流的6～7 倍是正常的，尤其是該風機又屬于高壓風機，葉輪直徑和葉片形式較大，過載比較嚴重。因此，在風機啟動前，必須關閉入口管道閥門，避免因吸入的氣體量過大而超載。

3.2 風機在運行中過載

系統的阻力小于風機的總壓，導致風機的進風量加大，電機無法帶負荷過載，解決方法是通過入口閥門調節進風量。

3.3 工藝條件的改變

由于工藝條件的改變，風機入口管線溫度降低，吸入介質中含有大量的水或粘性物質，導致葉輪轉動阻力增大或過載。這些是因工況發生改變而引起，與風機本身無關。尤其風機在出口管線較長的情況下，管線內冷空氣窩存較多，冷態首次啟動更容易出現啟動過載現象，這是因為風機出口冷態的空氣密度比熱態大，所以冷態時通風機做功大，啟動電流也較大。常用的應對措施是安裝變頻器或增加軟啟動裝置，降低風機啟動轉速，從而降低啟動時所需的軸功率，使風機能夠順利開車。

4 風機噪聲增大

4.1 潤滑不良

該風機的潤滑方式是稀油油浸式潤滑，按照說明書的要求，應加入L-AN46 機械油，加入量一般為油視窗的1/2～2/3，不宜過多或過少。風機長期運行后，潤滑油會在油視窗表面形成液位痕跡，如果不及時擦洗，很容易給別人造成假象，形成假液位，使風機在運轉過程中出現缺油現象。長期運行，軸承滾珠與內外圈摩擦，緩慢升熱，軸承因疲勞磨損會出現脫皮、麻坑、點蝕、間隙增大等現象，引起軸承溫度升高。當軸承溫度超高85 ℃，如果沒有足夠的潤滑油冷卻降溫，會發生抱軸事故，滾珠與內外圈粘結在一起，內圈也會與主軸發生粘連。

4.2 螺栓松動

離心風機軸承箱及機殼需固定在基礎上，用螺栓固定。隨著使用時間的增加，其中一部分螺栓出現松動，如地腳螺栓松動，會使風機與電機的對中情況發生改變，導致離心風機的振動變大，且出現較大的位移。振動的同時會有更大的噪聲。解決的措施是每班要對風機的各部位螺栓進行檢查、緊固，發生松動及時緊固。簡單易行的辦法，用紅色記號筆在螺栓和螺母之間劃一條紅線，這樣當巡檢工人走到設備旁，只要觀察紅線沒有錯位就會很直觀地判斷螺栓是否發生松動。

4.3 葉輪的磨損

葉輪的磨損使葉輪原有的平衡精度被破壞。磨損是離心風機在使用中必然的問題，這是由于顆粒狀的物質長期附著在表面，導致失去轉動平衡。定期對風機的葉輪表面進行灰塵處理，并進行轉子的檢查，確保離心風機的葉輪轉動處于平衡狀態。

5 結束語

隨著我國工業化進程的推進，工業行業正大力開展節能降耗，進行產業升級和整合重組，工業基礎設備需要大量更新。離心風機作為工業的重要配套設備之一，將更多地應用于電力、水泥、石油化工、煤炭、礦山和環保等領域。在日常的工作中，只要我們對風機的運行溫度、振動、電流、噪聲等參數進行嚴密監測，并對出現的故障及時排除，就會使風機在一個良好的狀態下運行。