哈药集团制药总厂114车间
摘要：凉水塔是用来凉水的建筑，其大多应用于一系列需要大量控制凉水的工厂，例如化工厂和电厂以及水泥厂等等，其高度设计和所需的换热量的关系非常密切，可以起到良好的节约和循环用水的作用。凉水塔首先将吹进来的风和水形成对流，排走热量，一部分水会被蒸发掉，带走一定的热量，起到降低水温的作用。在这个过程中，风机起到的作用非常重要，其用于稳定整个系统的运行，为凉水塔提供基本的风力。
关键词：凉水塔风机；日常维护；维修
风机如果出现振动问题，将会给自身的安全性带来严重影响，甚至会出现设备损坏等问题，更换设备的价格非常高昂，这需要我们在日常就做好维修养护工作。现阶段最为有效的诊断手段就是频谱分析技术，在过去很多诊断方法并没有深入探究故障机理，大多在采集频谱图当中的一些征兆参数，但是这些方法并不能找到故障的成因。本文重点针对凉水塔风机养护当中的相关问题进行简要分析。
一、机组及运行状况
该风机是上海化工机械二厂生产的 型号为L92D凉水塔轴流风机，风量为 315×104m3/h，功率220Kw，主机减速机为 三级减速，输入轴转速为1500r/min，经减速 箱减速后，风机输出轴转速为127r/mi n，由 电机驱动，共有10片，对角两叶片总长（旋 转直径）为9140mm。安装在距地面高16m的 凉水塔上。2007年7月2#凉水塔上5#风机停 机启动运行后，风机产生剧烈的振动，减速 机输入轴，轴承垂直方向总振幅为9.21mm/ s，水平方向总振幅为17.52mm/s，监测人员 站在凉水塔上感觉塔也在剧烈的晃动。我们 利用数据采集器对该风机进行了频谱采集， 测量点和数字值如下。所示机组结构及测点 简图，见图1所示：
图1 机组结构及测点示意图
三、原因总结
本次针对测点的进行采集频谱分析，其测点在水平方向的振幅约为1.753cm，而三倍频分量可以达到1.338cm，可以占据同频总量的接近3/4，和过去的特征谱相比起来，是可以认为是松动故障，但是松动故障的类型也分为多种，常见的有基础框架松动、轴承松动以及转动风扇叶的松动，不同松动原因所产生的后果也是不同的。在本次检修当中，首先对底板固定螺栓进行了紧固，但问题并没有解决，所以并非是底板出现了松动，如果是风扇叶松动，那么振动值并不会稳定，本次测定中的振动值是非常稳定的，但对轴承座所进行的检查中也可以排除轴承座出现松动问题的可能。
本凉水塔是横流冷却塔，木方桁架结构，其中应用了大量的螺栓，经过测量后发现在长期使用的过程中，螺栓出现了锈蚀问题，所以无法起到紧固作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外，风机运行的过程中，塔上晃动也非常明显，所以可以因此断定，是凉水塔的刚度变化以及框架松动所导致的原因，这就需要加固整个凉水塔。然而这个工程量相当巨大，并且在施工过程中，也无法继续进行，如果长期如此运行，必然会导致严重事故。
但后续的调查中，我么发现该塔上工有5台风机，其他风机运行过程中凉水塔并不会出现振动。如果一台电机具有很高的平衡精度，并且也没有其他问题，那么在没有固定该电机的情况下， 也不会出现晃动，反之亦然，内部不稳定的情况下，振动值的差距会达到数倍。所以这样看来，松动并非是风机振动的根本原因。
风机还存在其他故障，但是松动会将其他故障放大或遮盖。根据以往的经验判断此风机基本上可能发生以下几种类型故障：转子不平衡、对中、齿轮问题、轴承问题等（每种类型中还包括许多小项）。通过频谱分析，没有发现齿轮的啮合频率，因此我们认为可以排除齿轮的故障，同时在频谱图上高频分量的幅值很小，根据电机和减速箱处安装的滚动轴承型号，在频谱图上也没有发现所有在用滚动轴承的四个特征频率（内环、外环、保持架、滚子的特征频率），因此我们认为轴承发生故障的可能性比较小。从频谱图上观察在垂直方向2倍频分量，占总量的70.5%，是一倍频的4.3倍，我们认为对中有一些问题，需要重新找正。从频谱图上看一倍频分量垂直为1.51mm/s，水平为3.96mm/s,通常情况下认为转子平衡精度尚可，但是我们从现场了解到，由于冬春两季需要的风量较少，此风机冬春两季没运行，同时塔内潮气大，加之循环水中含有腐蚀性药剂，并发现传动轴局部有腐蚀现象。根据以往监测实际经验分析在风机启动运行过程中传动轴局部的腐蚀部位因离心力的作用和振动原因可能有碎片脱落，造成传动轴产生不平衡量，同时该传动轴长为4.5米，长期静止放置，如果没有盘车或盘车不及时等因素，极易造成心轴发生弯曲。因此，我们最终认为转子不平衡的可能性极大，只是此现象被松动故障所掩盖。
三、解决措施
针对上述分析，我们决定在塔上对风机传动轴系做动平衡校验，避免传动轴下塔到平衡机校验，这样不仅可以节约80吨吊车费用，而且节省大量人力、物力及拆装损耗。风机传动轴长为4.4m，连接部位配有8个螺栓，在相应部位有8个平衡配重预留点，可用螺栓连接添加配重。监测人员上塔应用现场动平衡仪对传动轴进行平衡试重试验，结果在添加220g试重块后平衡仪给出了不平衡量为385g的数据。通过确认配重点角度后进行了配重。设备重新进行启动运行，风机各测点振值全部大幅降低，尤其输入轴水平方向振值由17.52mm/s降至5.84mm/s。塔也不再剧烈的晃动，目前该风机已连续运行一个周期情况良好。
为保证风机的安全稳定运行,针对上述故障采取了以下防范措施:l1)严格控制检修和安装质量,定期检测联轴传动器的弯曲度尤其注意联轴传动器的找正、弹性圈的老化情况及风机叶片的正确安装2)减少风机的频繁开启。3)加强设备防腐,对联轴传动器长轴定期刷防腐漆,最好对长轴表面进行镀锌处理5）定期更换减速箱润滑油及检查轴承各部分间隙,清洗减速箱。6)减速箱齿轮材质选用钦合金钢,对齿轮表面进行渗碳处理,使齿轮表面渗碳层厚度达到0.8mm。由于心部具有较高的强度和韧性,可降低齿面和齿心的硬度梯度。
四、结语
在本次故障分析当中，我们可以确定造成风扇振动故障的最主要原因就是设备的松动，但实际上是由于松动所导致的风机不平衡所导致的一系列故障。所以在以后的频谱分析工作当中，应当尽量全部列出这些可能的原因，之后结合现场调查情况来分析直接原因和间接原因，只有找准原因才能更好地开展维修养护工作。本文针对上述问题进行了简要分析，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
参考文献：
[1]蒋明, 张立红. 凉水塔风机叶片的改造及维护[J]. 化工设计, 2001, 11(5):44-45.
[2]黎才斌, 刘帮文. 凉水塔风机疑难故障的分析与诊断[J]. 设备管理与维修, 2008(7):37-38.
[3]李德刚. 凉水塔风机网络化在线监测与故障诊断系统研究[D]. 湖南大学, 2001.
[4]李德刚, 于德介, 张邦基. 凉水塔风机网络化在线监测与故障诊断系统研究[J]. 化工设计通讯, 2003, 29(4):55-58.
论文作者:郭毅
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/20
标签：风机论文; 频谱论文; 传动轴论文; 凉水塔论文; 故障论文; 原因论文; 螺栓论文; 《防护工程》2018年第21期论文;