摘要：本文首先对单级离心式鼓风机的运行原理进行了简要分析，其次对风机故障的成因和对策进行深入探讨，最后对引发轴承温度过高故障发生的原因进行深入探讨，并提出了几项改进建议。通过对该机器设备故障的研究、分析，以期为当代的生产提供关键支持。
关键词：离心式鼓风机；故障诊断；单级；风机故障；摩擦
单级离心式鼓风机是一项重要的生产机器设备，其在当代生产中占据着重要地位。鼓风机一旦出现问题，不仅会对正常的生产造成影响，还会引发严重的环境污染，因此，及时对风机中存在的故障问题进行诊断和解决显得尤为重要。现实中，引发风机故障的因素不仅类型众多，复杂程度也比较高。以下，从风机机组振动和轴承温度过高两方面出发对风机故障进行分析、研究：
1 单级离心式鼓风机的运行原理
鼓风机由驱动电机、齿轮箱、叶轮、蜗壳、进口导片、出口导片、旁通阀组成，其中驱动电机是为鼓风机提供动力的设备；齿轮箱可以将电机的低速变为叶轮所需高速的设备；叶轮、蜗壳能够将空气加速、加压的设备；进口导片、出口导片是可以调节风量的设备；旁通阀是在鼓风机开停机过程中可以降低负荷的设备。
单级离心式鼓风机的运行原理是气体由吸气口吸入，当它进入侧通道以后，旋转叶轮在旋转方向上给气体一个速度，同时叶片上的离心力使气体向外加速并压力增加，随着旋转的进行，气体的动能增加，使得沿侧通道的气体压力进一步增加。随着侧通道在出口初变窄，气体被挤出叶片并通过出口消声棉排泵体
实际上，空气流经压缩机的路径是空气通过进风口和进口导叶到叶轮，叶轮使空气增速。空气从叶轮流向出口导叶，出口导叶使大部分动能转化为压能，空气通过涡壳。收集后流入变径器，在变径管处速度进一步降低，之后再进入排气系统。
原水生物硝化处理是单级离心式鼓风机运行过程中比较关键的一个环节，其主要是借助生物接触氧化法来完成对微污染原水的有效处理，其处理工艺如图1所示。通过沉砂区能够使水中砂粒去除，随后通过粗格栅来达有效拦截大漂浮物，经过细格栅能够对小的悬浮物及漂浮物进行有效拦截，进入生物处理池后，就可以将氨氮和有机污染物通过氧化作用而达到降解的目的。
2 风机故障成因和对策
2.1 风机振动原因分析
风机中的滑动轴承振动是常见的风机故障问题。通过实践总结出，滑动轴承振动故障的形式主要由两方面组成，即同步振动（强迫振动）和自激振动（亚同步振动）。前者是由联轴器未对中、轴系组件平衡度不高以及滑动轴承未良好安装等因素引起的。其中，滑动轴承未良好安装表现在三方面，分别是接触角和接触点合理程度不高、轴承与轴承之间的间隙控制不合理以及轴承尽力不在规范范围之内。滑动轴承的振动频率一般是由转子的倍率、回转频率决定的，振动振幅会在转子加速到临界值之前，伴随着转动速度的增加而逐渐增大。在转子加速到临界值之外时，振幅会伴随着转动速度的增加而逐渐减小。振峰值一般处于临界转速位置。后者也被称为油膜涡动振动或者油膜振动。在这种形式下，滑动轴承的振动频率会小于转子回转的频率（一般是转子回转频率的二分之一）。自激振动会在任何转速下发生，该不确定性的存在常常引发巨大的危险性，因此理应引起工人的重视。
2.2 风机振动故障的解决对策
2.2.1 确保轴承接触角、接触点的足够
接触点指的是轴承与轴颈两者相互接触并产生摩擦过程中，出现的斑迹。接触点的多与少以及接触点连续、均匀与否，是稳定性压力油膜是否能够顺利建立的关键因素。在曲面轴承之上，轴在进行高速旋转的过程中，凭借油和轴承的附着力以及油自身的粘性，会携着油层同时转动。此时，润滑油会在转轴负荷的强烈作用下，于从深到浅的楔形油间隙中受到挤压，从而在提升压力的同时，带动动力的产生。在压力提升到完全可以对轴载荷时，轴就会在轴承中处于浮起状态，从而在轴承、轴之间产生稳定性比较高的厚压力油膜。该油膜能够实现轴颈、轴之间的互相隔离，从而形成液体动力润滑。
上述提及到的楔形油间隙是经过刮研操作所产生的分布均匀程度较高、连续性较好的接触点集合。接触点两两之间出现的从深到浅的刀花就是楔形油间隙。在无数个楔形油间隙的连接作用下，逐渐形成厚厚的压力油膜。因此，接触点只有足够，才能形成充足的楔形油间隙，进而形成压力油膜。接触角如果太小，轴承所承受的压力就会越大，这会增加轴承变形的机率；接触角如果太大，接触点过少，也会影响油膜的正常形成，从而加大轴、轴承之间的磨损程度，促使机组振动故障的产生。
2.2.2 顶间隙过大
合适的轴承顶间隙是促使液体动压润滑形成的重要条件。轴承顶间隙主要包含两方面的作用：首先，为了使油膜轴颈在浮起之后能够拥有充足的上浮空间；给摩擦热的有效散发以及润滑油的充分流出创造合理空间。如果间隙大小超出一定范围，轴承、轴颈两者之间的油膜压力就会逐渐减小，造成油楔扬举力的降低，在间隙扩大到一定范围时，振动就会产生。因此，在现实中，应合理控制顶间隙的大小。以下以图的形式（单位：厘米）对不同轴径所对应的不同轴承顶隙进行了直观展示：
图 1 轴径、轴承顶隙图
3鼓风机运行常见问题及解决对策
3.1鼓风机运行常见问题
（1）鼓风机在开机过程中喘振跳机。在长时间未开机（一般全站停机超过一天）重新开第一台鼓风机时容易喘振跳机，原因是长时间全站停机，廊道内气管进水，重新开机时，气管内的水未能及时排出，造成气管压力过大而形成喘振跳机。解决方法：长时间全站停机后，重新开第一台鼓风机时，将风量设定为18000m3/h，运行0.5小时后，气管内的水将全部排出；以后的操作按正常开机方法操作。（2）鼓风机运行过程中喘振跳机。鼓风机的喘振跳机通常由于进风前后差压过大引起，在运行中若发生喘振跳机应检查以下项目：①原因：进、出口导片开度未同步，若进口导叶过小或未开，而出口导片很大或全开，则引起喘振跳机。解决方法：将鼓风机设为优化工作状态或检测开度变送器是否正常。②原因：进、出口压力传感器安装不正确或故障解决方法：检查大修后进、出口压力传感器的安装是否到位；或检测进、出口压力传感器安装是否故障，故障时则需进行更换。（3）鼓风机运行中齿轮箱油温高跳机。鼓风机运行中齿轮箱温度达到80 0 C时，鼓风机跳机。应检查以下项目：①检查鼓风机齿轮箱测试运行曲线，油冷却器在55 0C是否自动启动；油冷却器不运行，油温达到55 0C 时其温度趋势不下降；②若油冷却器风扇在55 0C不能启动，则检查风机电气回路或油箱温度传感器是否故障；③检查消音罩排气扇运行是否正常。若消音罩排气扇不能连动或只有一台运行则会产生油温高跳机；且鼓风机消音罩内温度会很热④⑤
4做好鼓风机的运行检查与维护工作
4.1鼓风机的运行检查工作
为了确保单级离心式鼓风机的正常运行，需要按照要求做好鼓风机的运行检查工作，主要从以下几个方面开展工作：（1）检查鼓风机LCP面板上电流、功率、风量，进、出口导片开度；（2）检查鼓风机LCP面板上定子温度趋势曲线；（3）检查鼓风机LCP面板上齿轮箱上趋势曲线；（4）检查鼓风机LCP控制柜上冷却风扇正常运行；（5）检查润滑油压在3.5～4.5bar之间；（6）检查油过滤器最大压降<0.7bar；（7）检查进风过滤网差压计<4格；（8）检查油冷却风风扇运行情况；（9）检查检查排气风风扇运行情况；（10）检查鼓风机各连接部漏油情况；（11）检查机械油泵排气叶轮运行情况，因为机械油泵排气叶轮不转，油路中的气体将经油路进入轴承，使轴承被气蚀损坏，此时就需要停机清洗叶轮上方的被堵塞的过滤网。（12）检查鼓风机停机状态下旁通阀的漏气情况。
4.2鼓风机的维护工作
（1）鼓风机进风口压差>4格时对进风滤袋进行更换或清洗；（2）鼓风机运行中油温长期比其他机组偏高，或运行时油冷却风扇起动频繁时，对油冷却器进行吹扫；（3）鼓风机每运行6000小时（最少一年一次），对冷却油进行抽样化验，若抽检不合格的必须进行更换；（4）换油时或在差压达到0.7bar时，清洗油过滤网；（5）鼓风机每运行18000小时进行大修，并按厂家大修要求对达到运行时限或磨损程度对部件进行更换。可能需要更换的部件：电机前、后轴承；电机与齿轮箱连接片；齿轮箱滑动轴承；消音棉；温度传感器、压力传感器；进口导片直线电机、出口导片直线电机及其变送器进行检验与校正。（6）鼓风机大修需校正的内容：电机与齿轮箱轴之间同心度；电机与齿轮箱轴之间间隙为250mm；叶轮与蜗壳间间隙SP1、SP2；温度传感器、压力传感器准确度；进、出叶片导片开度内部机械位置与显示值的准确度。
5 小结
综上所述，加强对单级离心式鼓风机故障的分析和处理对于现代生产效率的提升至关重要。作为一项生产机械设备，单级离心式鼓风机如果出现故障，大量的荒煤气就会发散出去，从而影响正常生产。因此，焦化厂应提高对该机器设备故障的重视。
参考文献：
[1]郑勇.艾博斯磁悬浮单级离心式鼓风机在污水处理厂实际应用[J].大科技•科技天地，2010，（3）：301-302.
[2]吴绪军.磁悬浮离心式鼓风机在污水厂节能降耗中的应用[J].环境与发展，2015，27（2）：82-84.
论文作者:廖军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/12
标签：鼓风机论文; 轴承论文; 齿轮箱论文; 油膜论文; 叶轮论文; 间隙论文; 故障论文; 《基层建设》2018年第20期论文;