摘要：风机在实际运行中发生时速事故导致其出力降低的原因非常复杂。所以在失速事故处理过程中，应该依据风机的性能、系统与特性认真分析，重视相关经验的总结和积累，这样失速问题便不再会对风机的正常运行产生重要影响。
关键词：曝气风机 故障 检修
1深圳妈湾电力有限公司脱硫系统工艺和曝气风机概述
1.1 深圳妈湾电力有限公司（以下简称妈湾电厂）4号机组1999年完成脱硫系统改造，成为我国第一套海水脱硫装置；#5、#6、#3脱硫装置分别于2003年7月、2004年2月和2006年6月投入运行；#1、#2机组于2007年10月、11月投入运行。这样，妈湾电厂将每年减排4.2万吨二氧化硫，为深圳市的环保做出巨大贡献。
1.2 海水洗涤法烟气脱硫工艺原理简介
1.3 海水呈碱性，具有天然的酸碱缓冲能力和二氧化硫吸收能力，自然碱度为1.2—2.5mmol\L。海水洗涤法脱硫工艺就是利用海水在吸收塔内与烟气充分接触、混合，达到吸收二氧化硫的目的。吸收塔排出的酸性海水（含三氧化硫）在曝气池在与凝汽器排出的循环水（碱性海水）混合，同时向曝气池内输入压缩空气，使水中的亚硫酸盐被强制氧化为稳定无害的硫酸盐，曝气池内海水的PH值大于6.8，达到排入大海的标准。
1.4曝气风机概述
曝气风机是向曝气池输送压缩空气的动力机械。#1、#2、#3机组6台曝气风机为沈阳鼓风机厂生产的D1000—3T型；#4机组的2台曝气风机为上海鼓风机厂2118A/761型；#5、#6机组4台曝气风机为上海鼓风机厂生产的2118A/573型。以上风机均为单吸悬臂式离心风机。
2 曝气风机常见故障和解决方法
投运至今，各风机多次发生驱动端油挡漏油、碎瓦、振动超标引起风机停运。见下表：
2.1 油挡的工作原理、现存的问题和技改的方法
2.1.1 油挡为非接触式（迷宫型）平滑型结构。工作原理：压力流体通过小的间隙进入齿间空腔时，流体的流速加快，压力和温度降低。由于面积突然扩大，流体因流速高而形成强烈的涡流，在比间隙容积大很多的齿腔中流速几乎为零，动能由于漩涡作用全部转换为热量，加热介质本身，因而介质的焓保持和齿前的焓相等。如此循环则流体的速度、泄漏量几乎为零，温度基本保持不变（系统配冷油器）。泄漏量等于流体密度、流经间隙时的通流面积、流经间隙时的速度的乘积。为达到密封效果，需做到：1、增加齿数。根据密封压力要求，齿数不宜过多，除轮盖密封处有4—6齿，其余的应在6—35之间（参照流体介质为空气）。2、密封齿和轴间隙应尽可能减小，一般最小半径间隙S和直径D（mm）的关系为：S=0.2+（0.3—0.6）D/1000（mm）。（参照介质为气体）当为温度较低、流速较低、密度较大的润滑油时间隙可以更小，以运行时不碰轴最好。3、为提高节流效果相邻齿间的容积和间隙相比要足够大，容积与间隙的比在9—35之间，流体介质为润滑油时可更大些。4、密封齿尖应削薄，尖角朝来流方向，这样可使流体流经间隙时流束收缩的好，减小实际通流面积，有助于加强节流效果减少泄漏量。5、注意密封材料的选择。原则上以不与流体发生化学反应（腐蚀或者自身氧化）且比轴的材料软如铝、紫铜等。
2.2 现存问题
现用的油挡为两齿的非接触式（迷宫型）平滑型，油挡漏油主要发生在驱动端，其机构为：主轴上的齿轮带动从动齿轮，从动齿轮带动主油泵工作，主油泵将润滑油加压到0.05-0.15MPa，经过冷油器冷却后分三路，一路到联动齿轮处冷却润滑齿轮，另两路分别到止推瓦、支撑瓦处。
联动齿轮的润滑和冷却就是靠壳体上的一个5mm的孔直接喷射，出油口道润滑点还有150mm的距离，油束不能准确的射到润滑点，油量过大、联动齿轮的高速转动加剧的润滑油的飞溅，驱动端油挡负荷增大。而现用齿数2个、齿尖有2.5-3.5宽。油挡负荷过大，节流效果差是漏油的主要原因。如下图所示。
通过以上改进， 风机油挡漏油现象得到解决。
3 油膜滑动轴承的工作原理、存在的问题，改型和降低成本
3.1 油膜滑动轴承的工作原理
其工作原理为依靠轴或者止推盘本身的旋转把润滑油带入轴颈和轴瓦之间，形成楔状油膜受到负载的挤压建立起油膜压力以承受载荷。进油特点：适当增加进油口的面积，随着流动方向呈收敛形，在负载的作用下，保持进油和出油的量相当，就能维持稳定的油膜，产生持续的油膜压力，承受轴承的载荷。因此：第一，必须使油隙呈楔状，进油口大，出油口小；第二，轴颈或止推盘对瓦、瓦块要有相对速度；第三油要具有一定的粘度。值得注意的是，轴承油膜各处的压力并不一致，例如下瓦，从油楔进油口起沿下半个瓦油膜压力逐渐升高至最大压力，然后逐渐减小。
3.2 油膜的特征
油膜的形成和油膜的压力大小受轴的转速、润滑油的粘度、轴承间隙以及轴承负载和轴承结构的影响。一般转速越高、油的粘度越大被带进的油就越多，油膜压力越大，承受的载荷就越大。但是油的粘度过大，会使油的分布不均匀，增加摩擦损失，不能保持良好的润滑效果。轴承间隙过大，对油膜的形成不利，并增大油量的消耗；过小又会使油量不足，不能满足轴承冷却的要求。
3.3 存在的问题
曝气风机用的支撑瓦和止推瓦为厚壁圆筒瓦，每次检修因检修人员的能力不同使瓦的修复水平不能达到最佳状况，实际运行工况不稳定，经常会有油膜振荡和碎瓦、磨瓦现象，旧瓦背重新浇灌加工周期较长，加工精度和质量不能保证，关键是不能通用（旧瓦的每个瓦装配前都现场配过瓦背）。而薄壁瓦是靠精加工保证间隙、接触面等技术指标，原则上不建议刮削，且制造成本低、通用性强、缩短检修工期。
原瓦刮削油囊，是两边对称开60°的抛物线面，根据润滑油在受负荷的瓦中受力形成油膜压力分布的特性，因此不能很好的把轴推回原位，因而产生振动。
3.4 改型
现将瓦按旋转方向的上下瓦错口开油楔，使进油口大、出油口相对较小，油膜稳定、比压高，其油膜合力将轴推向中心，有效的控制轴在垂直和水平方向的晃动，油膜振动消除，泄油量稳定，瓦温维持51.3℃左右（环境温度34℃）。如图所示，运行14个月的止推瓦，和新瓦一样，瓦花均在，无干摩擦痕迹。
3.5 降低成本
原来使用的是厚壁瓦（巴氏合金同瓦座浇灌在一起），做工粗糙。间隙超标或报废时，需整体更换，新瓦更换时需反复研磨再刮削直至接触面、间隙等达到要求，对刮瓦的技术要求很高。而薄壁瓦是瓦与瓦背可分离的，巴氏合金浇灌在一块厚约10mm的薄铁片上，靠精加工保证间隙、接触面等技术指标，原则上不用刮削，瓦座是永久性的。更换时只需更换瓦片。瓦片的固定是靠壳体施加给瓦背、瓦背施加给瓦片的过赢（过赢值：0.03-0.05mm），加上定位制动销来共同完成的，如下图。厚壁瓦的止推瓦/支撑瓦一副大约12000—15000元/副，改成薄壁瓦后第一次投资需11000--12000元/副，以后更换瓦片只需3700—4300元/副。成本降低，通用性强，不受刮瓦质量的影响，缩短检修工时和提高风机稳定运行的周期。
4 弹性基础引起的振动现象及消除方法
4.1 弹性基础引起的振动现象：我厂曝气风机因场地问题，均被设计安装的风道上方。风道厚度400mm，设计者考虑风机振动会毁坏风道混凝土结构，采用弹性支撑—弹簧座。风机在运行最佳状态时振动良好，但稍有条件轻微改变水平方向振动立即表现出来甚至被放大，垂直方向振动也相应增大，风机、电机和机座整体振动，而且在各种负荷下都一样。说明弹性支座的刚性不足，弹性不均匀、分布不合理（含因腐蚀刚度下降）等因素所导致的。
4.2 消除方法
4.2.1 定期叶轮冲洗的原因：由于风机入口吸入大量灰尘与空气中的水分混合，在叶轮和流道中结垢，造成转子动平衡被破坏，机组振动加大。另一方面流道阻力增加、通流面积减小，引起喘振。
4.2.2 定期叶轮冲洗方法：在工业内窥镜监视下用高压水枪直接冲洗叶轮。停机时间段（约8小时），冲洗工时低，投资少，使用灵活，清洁度高。至实施至今，效果良好，未发生一起因结垢引起的振动现象。
参考文献：
1.周志祥。火电厂湿法烟气脱硫技术手册（M）.北京：中国电力出版社.2006
2.化工机械维修手册 中卷/任晓善主编（M）.北京：化学工业出版社.2004.2
3.透平式压缩机/黄钟岳，王晓放编著（M）.北京：化学工业出版社
论文作者:付克明
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/24
标签：油膜论文; 风机论文; 间隙论文; 流体论文; 压力论文; 曝气论文; 轴承论文; 《防护工程》2017年第32期论文;