吉林石化公司建修公司西部检维修二车间 吉林省 吉林市 132000
摘要：通过对凉水塔风机检修提出了问题和方法，填补了凉水塔风机找正作业无成熟操作方法和为大家的工作提供了理论依据。
关键词：凉水塔风机；轴向差；计算法
一、问题的提出
在凉水塔风机检修中，找正是个难题，由于其特殊的结构，使得一些常规的找正方法无法应用。以往都是凭经验调整，没有一个成形的方法及计算体系作为依据对设备进行找正。
二、改进思路及方案实施
(一)凉水塔风机找正施工工程概况
当代工业生产的换热装置普通采用循环水作为冷却介质。取代了能耗高的直排冷却方式。一套生产装置的循环水系统主要由循环水泵、凉水塔及一些附属装置构成，冷却水塔的工作效率（主要指标是温降），对生产装置的稳定运行占据了至关重要的一环。对于靠机械风冷的凉水塔而言，每台凉水塔顶都必须装配一台冷却塔风机。除了近几年新建及改造的少数凉水塔采用水轮机带动外，超过80%以上的现役凉水塔风机都是采用电动机做为原动机来带动齿轮减速机进行风冷。（如图一）
众所周知，由电机驱动的机械设备，在安装及检修后，都必须进行联轴器找正。联轴器对中不良将直接导致风机振动过大，无法正常运行。严重时，甚至会造成折断传动轴的重大运行事故。每座化工厂凉水塔的数量都不在少数，就吉林石化公司化肥厂为例，厂内共有凉水塔39座，一年中除了正常的每台一次年度检查外，电机的维修、减速机的维修也要在十台次以上。在检修过后，都要对机组重新进行联轴器找正，以确保机组的正常稳定运行。
（二）凉水塔风机找正施工难点
凉水塔风机由于其特殊的结构及所处的特殊工作环境，目前施工中较常用的几种找正方法很难在其找正过程中应用。
(1)凉水塔风机结构特点：
1、凉水塔风机一般为三段轴设计（如图一）轴长度最低也在2m以上。
2、联轴节传动方式多种多样。有弹性叠片传动；有中心定位轴承加双排链传动；中心定位轴承加橡胶圈传动；还有楔形橡胶块传动的。其中，除叠片传动可以在找正后安装传动轴外，其它机种传动方式都必须在找正前将传动轴安装就位，否则电机与减速机固定后，传动轴由于其结构原因将无法安装。
3、在减速机与电机之间在导流风筒阻隔，传动轴与风筒的间隙一般仅有10mm左右。
(2)凉水塔风机工作环境：
1、工作环境潮湿，尤其在上塔阀门关不严时，雾气、潮湿问题更为明显。
2、凉水塔检修为室外作业，检修作业时，时常遇到雾、雨、雪天气。为了保证生产装置循环水的温降，风机的常规检查都会安排在气温较低的早春，那时北方的气温都在零下10℃以下。夏季高温季节由于气温高、风机负荷大，减速机极易损坏。为尽快恢复生产，无论遇到什么天气都得克服，进行抢修。
（3）施工难点：
经由以上介绍的情况，我们可以判断，由于传动距离长，无法制作刚度足够的找正构件，所以单表及双表找正的方法都无法应用到风机找正中。
激光找正仪是电子设备，其无法在复杂的气候条件下应用。即使在环境允许的情况下，由于电机与减速器距离较远，在两轴同心度偏差较大时，激光找正仪的光束在测量过程中极易落在感应区外，无法完成找正作业。所以我们就迫切的需要一种全天候、全类型的一种找正方式来解决冷却塔风机的找正问题。
(三)轴向差计算法
在多年的冷却塔风机的检修工作中，经过不断的实践摸索，并通过对单表找正法及激光找正仪基本原理对三角函数应用的分析论证，开发了一种找正精度满足风机使用要求的找正方法。
单表找正法是利用两相距较远的对轮的两组径向差值来计算电机的偏移量，而新研发的这种找正方法则是利用距离较远两组对轮的轴向差值来计算电机的偏移量。因其数据采集的关系，所以将这种找正方法命名为轴向差计算法。
其原理主要依托于三角函数，其所利用的几个相似三角形（如图二）中以表达的十分清楚，图中对L及L1、L2的选取也是经过大量实践证明，是计算偏差较小且量取容易的点。
首先计算调整A处的轴向偏差量，（如图二），A处用卡尺量取的对轮上部尺寸为A1，下部尺寸为A3，A1与A3的轴向测量差值是A1-A3（不取绝对值），要消除这一差值电机就要进行相应调整，（如图二）所示，其调整量为A。
根据相似三角形原理：
(A1-A3)/D=A/L
D-测点直径（A、B两处取同一直径D）
方程简化后：
A=(A1-A3)*L/D
在调整B对轮处轴向偏差时，B处用卡尺量取的对轮上部尺寸为B1，下部尺寸为B3，这里的轴向差值为B1-B3（不取绝对值），要消除这个差值，还要保持电机的对轮在水平高度上无变化，我们可以参考双表对轮找正的方式与方法，将B1-B3值带入双表找正消除轴向差的公式中：
B=(B1-B3)*L1/D
B’=(B1-B3)（L1+L2）/D
最后将两处的计算公式综合在一起：
脚1=B+A=(B1-B3)*L1/D+(A1-A3)*L/D
脚2=B’+A=(B1-B3)（L1+L2）/D+(A1-A3)*L/D
在得到计算结果后，其判断方法是当结果为正时，电机前脚与后脚分别添加(脚1)和(脚2)相应厚度的垫片，当结果为负时，则减掉相应厚度垫片。
（四）现场应用实例效果
化肥厂441循环水场15号凉水塔风机找正实例
1）首先左右移动电机将两处对轮的水平轴向值，既A2与A4，B2与B4的值调整至相同。调整后锁紧电机地脚螺栓。用卡尺测得风机两处对轮的轴向差值（如图三）。其他几项计算所需重要数据现场测得如下：D=300mm，L=3800mm，L1=320mm，L2=500mm。
5）送电试车后，15号风机运转平稳，用便携式测振仪测得电机处水平、垂直两处振动值均在0.70mm/s以内。
6）为了检验轴向差找正法施工后的轴向数据与理想对中轴线的差距。在工况较好的情况下，用激光找正仪复测了15号风机的轴线对中情况。激光找正仪主机所显示水平对中差值0.04、垂直方向差值0.03。这样一组数据完全证明了轴向差找正法找正精度较高，完全能够满足凉水塔风机正常运转对找正作业的工艺要求。
三、应用效果
轴向差找正法，在凉水塔风机找正中应用，经过我5年的实际应用，其找正后的精度，完全可以满足风机运转的需求，经过轴向差找正法找正的风机，其振动值明显降低。使机组由于振动产生事故的机率降到了最低。此方法非常适合广泛应用于凉水塔风机的找正施工中，为我们的找正工作提供了理论依据。
论文作者:赵焱,刘凯
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/25
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