摘要：风机在各个领域中被运用的很广泛，尤其在锅炉的运用中最为普遍，而风机作为一种将原动机的机械能转化为可以输送气体，并且是给气体增加能量的机械。风机在锅炉燃烧的过程中起到相互平衡和通风的作用，并连续地给锅炉内部输送它们所需要的空气，同时把烟气排出到锅炉的外边，以保证锅炉的燃烧正常运行。并且它在各领域中是一种不可缺少的机械设备之一，风机的种类很多，一般有送风机、一次风机、引风机、脱硫增压风机、排粉机等。而风机在实际的长期连续的工作中会出现恶劣的运行条件，会产生较高的故障。
关键词：锅炉风机；故障诊断；状态维修
1锅炉风机设备简介
本文以国产单侧进气Y4-73型系列锅炉风机为例进行介绍，送风机与引风机的叶片为后向安装机翼型，其气动效率相对于其他型号国产机型较高。基于此叶片形状，适合用于送风机进行较洁净冷空气的运输，用于引风机时，由于其传输介质为腐蚀性较强、含尘量较高的高温介质，所以细灰易于附着在叶片的背面，附着层的厚度会越来越大，最终使得叶轮受力不均衡而引发振动。此外，单侧进气时，会在轴向叶轮施加极大的推力，不同方向对悬臂轴的压力不同，会造成两只承力急剧增加，以上因素都是造成风机运行不正常、轴承磨损、温度升高、使用寿命削减的原因。
2故障诱因
2.1 叶片积尘和磨损
锅炉风机的叶轮主要是机翼型叶片，由于叶片中心是空的，如果混入灰尘的烟气进入风机的叶轮中，灰尘会导致叶片边缘出现磨损，随着时间的增长，磨损会越发严重，由此引发风机叶轮质量问题，导致风机振动越发厉害。灰粒在风机内部会出现撞击机体和切削现象，这些情况是造成风机磨损的主要原因，严重时会使设备表面的材料脱落。机翼型的叶片损耗程度大且快，加上灰尘沉积造成振动，需要进行定期性的停机清理和维护，增加了维修工作量，停机时造成发电损失相对于停机维修的作用也较大。
2.2 轴向推力
单吸悬臂两个轴承的受力情况不同，使轴承A和轴承B的工作状态出现差异，降低了设备运行的稳定性。轴承A的位置紧靠叶轮，其所承受的力为平衡另一轴承的力与转子重力之和，其受力总和比转子本身的重力要大；轴承B的位置靠近联轴器。其所承受的力为叶轮重力分力和巨大轴向推力之和，使其所承受的支持力加大了等同于轴向力的3至3.5倍，所以悬臂在设备工作时，承受的力会急剧增加，不仅削减了轴承的使用寿命，还会影响整个设备的使用寿命。
2.3 设备轴承间隙
轴承用于支撑轴系，精确的轴承间隙能够保证轴承和设备以相对稳定和安全的状态工作。轴承间隙设置不精确，会造成设备的不稳定振动、温度升高、轴承加速磨损，严重时会导致设备主轴变形、弯曲、轴承压盖损坏，进而在短时间就造成设备损坏，包括烧毁轴承、抱轴等。
3 振动产生原因
造成风机振动的原因主要有三个方面，包括气流振动、电磁振动以及机械振动。当旋转速度不足以及入口处的气流不稳定时会引起气流振动，主要表现为转速频率大于特征频率，振幅相当不稳定，波动区间较大，振动相位不稳定，设备整体尤其是机壳处振动最为剧烈。气隙不均匀是造成电磁振动的主要原因。可通过断电方式进行分析实验，随着转速的降低振动幅度会降低。断开设备电源后，电磁振动的振动会立刻停止，在频谱中不会显示电源频率。机械振动产生的原因较多，且较为复杂，一般包括不对中、不平衡、轴承损坏、内部设备松动等。内部设备松动又分为轴承松动、叶轮松动、基体松动、连接处松动等。
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4 锅炉风机故障维修措施
4.1 锅炉风机叶轮磨损与腐蚀导致的振动维修
可以应用热喷涂技术，改变耐磨金属及陶瓷材料，将其转化为高温高速的粒子流，并将其喷洒在风机的叶轮片上，以提高风机叶轮的抗氧性及耐磨性，以免导致出现叶轮不平衡情况，引发风机振动。另外，锅炉企业应当做好锅炉烟气除尘及脱硫工作，对烟气中的水分含量进行严格控制，以减少叶轮上的灰尘聚集，避免引发振动。
4.2 轴承温度过高
锅炉风机在运行中，轴承温度过高的原因较为多样，主要表现在三种，即冷却不足、润滑不足以及轴承异常导致。不同的风机故障原因不同，离心式风机由于轴承安装在风机外部，所以轴承疲劳磨损严重可能导致麻坑和脱皮现象出现，进而导致轴承温度异常升高。轴流风机的轴承温度异常升高，则是由于轴承安装在轴承箱中，轴承温度升高时，风机仍然在正常运行，所以难以及时有效的判断是否由于冷却或是润滑不足导致。在具体工作中，为了能够有效解决这一问题，主要从以下几个方面着手：（1）加油是否合理，根据工作要求定期为轴承箱加油，加油不当可能出现温度升高，主要是由于加油量过高，温度持续上升后达到某一点后急剧下降。（2）冷却风量不足，轴承箱运行中产生的温度并未得到有效的冷却，导致轴承温度异常升高。针对此类问题，可以通过在轮毂侧安装空气冷却装置，温度过低时不会运行空气冷却装置，如果温度过高将会自动启动冷气装置，有效降低温度升高带来的故障问题。上述问题经过检查无误后，在检查轴承箱是否存在问题。
4.3叶片磨损
叶片磨损的原因较为多样，主要是指在锅炉风机运行中，叶轮叶道内近期方向和进口处圆弧切线方向相悖，所以产生近期冲角，影响到正常近期。气流中所产生的颗粒物质同时会对进气口边缘处产生冲刷作用，长此以往磨损加剧，影响到风机的正常运行。同时，进气口中的积尘问题同样会影响到锅炉风机的正常运行，积尘吸入到风机后，将会加剧叶片磨损。针对此类问题，主要的解决方法表现为以下几个方面：（1）降低排气阻力，进叶道气流方向和叶片进口圆弧切线方向保持一致；（2）定期清理除尘器下部的积尘，避免积尘吸入到机器内部，致使及其出现异常温度升高现象，或是尘粒对叶片的冲刷作用，延长设备使用寿命。
4.4 安装不牢固维修
对于机座应当进行加固处理，并尽量的提高刚度，以满足风机的运行需求。同时，定期安排维修人员对风机运行情况进行检修，确保各个零部件都安装牢固，以避免由于安装不牢固导致振动故障。
4.5喘振和旋转失速原因分析以及应对措施
喘振主要是在风机不稳定运行区域产生的风压、流量明显出现波动的情况，锅炉风机的旋转失速主要是机内气流冲角靠近临界点时，气流脱离叶片凸面，出现边界层分离导致的涡流，引起风压降低的情况。此两种故障属于不同工况，但存在一定内在联系。锅炉风机出现喘振现象，通常会伴随出现旋转气流，旋转失速主要受到叶轮性能结构的影响，和风烟道系统形状、内部容量没有直接联系，喘振则与此二者联系密切，喘振利用U形管进行检测，而旋转失速用探针检查。这两种故障均为压差的信号将压差的开关驱动，产生调机或者报警反映，存在两种原因导致的误操作行为：其一，装置保护可靠性不高；其二，烟气内灰尘将U形管、测量孔堵塞。在出现喘振以及旋转失速故障时，锅炉风机以及炉膛的风压都会产生明显变化，在调试风机过程中，可利用改变安装动叶的角度的方法确保工作区域与不稳定区保持距离。在锅炉风机制造工艺不断提升的基础上，取消喘振或者旋转失速的跳闸性保护，将其变为“发讯”，一旦出现故障信号，则操作人员对动叶开度进行调节，确保风机远离故障区域，从而实现风机正常运转。
结论
对设备实行状态监测维修体现了极强的创新观念。故障的监测与诊断，是保证锅炉正常工作、满足生产要求的保证，因此重视并持续的研究锅炉的检修技术是刻不容缓的。
参考文献：
[1]郭平英，梁军林，刘宝林等.锅炉风机故障分析及对策[J].陕西电力，2016（08）：57-60.
[2]郭平英，梁军林，刘宝林，等.大型电站锅炉风机故障分析及对策[J].风机技术，2015（06）：69-72.
论文作者:施银辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/22
标签：风机论文; 轴承论文; 锅炉论文; 叶轮论文; 叶片论文; 磨损论文; 温度论文; 《电力设备》2018年第13期论文;