1.新型干法水泥生產(chǎn)線風機的特點
回轉(zhuǎn)窯高溫風機(窯頭風機)其介質(zhì)不是普通的空氣,而是帶有顆粒的高溫氣體,溫度高就意味著介質(zhì)密度小,在工藝上就要選擇耐溫材料;水泥磨循環(huán)風機其介質(zhì)是水泥粉塵,是帶顆粒狀介質(zhì),這樣的介質(zhì)對葉片摩擦非常嚴重,風機設(shè)計一般要求顆粒含量小于150mg/m3,但是實際往往達不到這一要求。因此,風機的高溫、耐磨是水泥生產(chǎn)中安全使用的最主要問題。
2.風機安全運行的衡量參數(shù)
風機的軸承溫度和振動,不僅是水泥生產(chǎn)線風機運行安全與否的評價參數(shù),也是使用中的考核參數(shù)。這兩個參數(shù)控制在合適的范圍內(nèi),風機就能安全運行,水泥生產(chǎn)線也就能安全運行。
在一些關(guān)鍵的設(shè)備系統(tǒng)中,兩參數(shù)要參與聯(lián)鎖,也就是超過標準后系統(tǒng)要停機。軸承停機溫度差40℃左右,絕對溫度在80℃左右(具體值和測試方法相關(guān))。振動停機值在12mm/s左右(振動烈度測量),與廠家采用的標準及設(shè)備種類有關(guān)。更詳細的論述請參閱相關(guān)的專業(yè)文獻。
3.風機故障及處理方法
3.1風機安裝的對中
風機安裝過程的對中是風機平穩(wěn)運行的保證。目前通行的做法是用直尺或鋼鋸條左右卡、上下卡,目測沒有問題,就認為安裝對中沒有問題。然而正確的做法應(yīng)是用百分表找正,分為單表找正、雙表找正和三表找正,這里只講一下單表找正:焊一個百分表支架(最好不要用磁力表架),將百分表支架固定在電機聯(lián)軸器上或者風機聯(lián)軸器上,一是用百分表打聯(lián)軸器的外圓,測量出上下偏差和左右偏差,計算中心的偏差值來指導(dǎo)找正;二是用百分表打聯(lián)軸器的端面,讀出上下張口和左右張口數(shù)值,指導(dǎo)找正。另外兩種找正方法讀者可參閱其他文獻。
找正偏差的要求,隨風機類型的不同而有所不同,一般都以廠家的合格證明書為準。對一般的風機而言,角不對中(張口)0.05mm以內(nèi)、平行不對中中心在(上下、左右偏)0.08mm以內(nèi)足以滿足要求。
風機水平振動大,一般是平行對中不良引起的;風機軸向振動大,一般是角對中不良引起。對中不良引起的振動在振動頻譜分析中一目了然,這也是振動分析中最容易判斷的故障之一。
3.2風機的地腳螺栓
地腳螺栓以及軸承箱螺栓直接影響軸承的支撐剛度,這方面的故障在振動資料的介紹中容易被忽略,資料中很少提到螺栓松緊的要求。頻繁拆裝易造成螺栓的緊力不足;機組長時間運行造成螺栓緊力不足,斜鐵和二次灌漿缺陷,也會造成螺栓的緊力不足。支撐剛度差(螺栓緊力不足)是風機振動大的原因之一,只要判斷出原因后,處理就很簡單了。
嚴格來講,風機大多是用8.8等級的螺栓和螺母。以Φ36的螺栓為例,它的扭矩值為1764Nm,螺母要用力矩扳手擰緊。但實際上,現(xiàn)場安裝時沒有人使用力矩扳手。一般地以操作者的經(jīng)驗為準。
螺栓松動引起的振動最明顯,特點是水平振動比垂直振動要大,這一振動在現(xiàn)場很容易判斷。
3.3風機的機殼安裝與調(diào)整
機殼的安裝一般都不太引起人們重視,特別是一些小型風機(風機的號指風機葉輪直徑的分米數(shù),如9號風機指葉輪直徑是9dm的風機),機殼的振動往往和管道的振動有關(guān)系。
為了減少機殼對管道的影響,要求風機進出口法蘭和管道之間要用軟聯(lián)接,以避免風機振動傳到管道,同時也避免管道振動傳給風機。在水泥生產(chǎn)線上,關(guān)鍵風機(窯頭風機、窯尾風機和循環(huán)風機)都有軟聯(lián)接,小風機(篦冷機風機、斜槽風機)則都沒有。
在風機安裝與維護中,風機機殼和風機轉(zhuǎn)子是分離的,要注意風機進風口與轉(zhuǎn)子之間的配合。轉(zhuǎn)子與進風口(與風機機殼一起)的間隙決定風機的性能,從理論上講它們之間的間隙是越小越好。理論上要求小于3mm,但實際上大風機(15號以上)間隙都在10ram以上,小風機5mm左右。大部分風機使用一段時間后,由于機殼下沉引起進風口與轉(zhuǎn)子之間的間隙偏差,造成風機的性能下降。
3.4風機的軸承
水泥設(shè)備的風機用滾動軸承居多,部分用滑動軸承,軸承選用原則是低速輕載用滾動軸承,高速重載用滑動軸承。對于各類軸承而言,能夠更大限度地發(fā)揮其作用并能夠延長其使用壽命,這是科學使用軸承的目的,這就需要在平時使用過程中注意很多細節(jié),避免因使用不當而造成損失。
以SKF為例,SKF軸承游隙過小時,最容易出現(xiàn)的狀況是軸承發(fā)熱,如果轉(zhuǎn)速再快的話,就有可能出現(xiàn)燒藍現(xiàn)象;不加注意繼續(xù)長時間在高溫、高速環(huán)境下運轉(zhuǎn),就極有可能出現(xiàn)SKF軸承抱死的現(xiàn)象,并產(chǎn)生對SKF軸承配套軸或殼體軸承位的拉傷損壞。當然,如果不在極限運轉(zhuǎn)情況下,SKF軸承絕少出現(xiàn)抱死的現(xiàn)象,即使在無油潤滑的情況下也可以運轉(zhuǎn)一段時間。當SKF軸承游隙過小時,要正確操作和及時修補,以利于軸承的使用。
風機在運行過程中,軸承的溫度是考核的一個主要指標,在標準中規(guī)定為不超過80℃(環(huán)境溫度為40℃時)。軸承溫度和環(huán)境溫度有關(guān),科學地講是溫差不超過40℃,這里講的溫度是用直插式溫度計測量的溫度。對于軸承溫度,雖然要求最高限值是80℃,但在實際遠沒有達到此值時,就要做處理;如果達到這一規(guī)定值,就必須立刻停機處理。
3.5轉(zhuǎn)子平衡
振動是風機運行的主要故障,統(tǒng)計表明轉(zhuǎn)子的不平衡占振動故障的70%~80%。這就是一出現(xiàn)振動故障,運行人員都認為風機要做現(xiàn)場動平衡的原因。
轉(zhuǎn)子平衡有兩種方法,一是平衡機平衡,就是把轉(zhuǎn)子拆下來,運到廠家在動平衡機上進行平衡;二是現(xiàn)場動平衡,現(xiàn)場動平衡就是用平衡儀器(或者不用平衡儀器)在現(xiàn)場直接做動平衡。
經(jīng)對兩種方法比較后發(fā)現(xiàn),現(xiàn)場平衡優(yōu)于平衡機平衡,其原因為:
(1)現(xiàn)場動平衡不用拆裝轉(zhuǎn)子,工作簡單,工作量??;
(2)現(xiàn)場動平衡對生產(chǎn)過程影響小,現(xiàn)場平衡一般幾個小時就可排除故障;
(3)現(xiàn)場動平衡平衡效果佳,現(xiàn)場平衡是把風機轉(zhuǎn)子、電機轉(zhuǎn)子、聯(lián)軸器(有時還有耦合器)一并考慮,動平衡是對整個軸系的平衡,有時可以在聯(lián)軸器上加平衡重量,以達到最佳的平衡效果,而不是平衡機上的只對葉輪本身進行平衡;
(4)現(xiàn)場動平衡的轉(zhuǎn)速就是工作轉(zhuǎn)速,平衡的狀況是風機運行的實際狀態(tài),所以平衡的精度高,平衡機上一般轉(zhuǎn)速不會超過500r/min,因為平衡機上的拖動能力小(≤50kW電機);
(5)現(xiàn)場動平衡可以消除轉(zhuǎn)子其他振動故障,如轉(zhuǎn)軸的彎曲、葉輪的瓢擺就可用動平衡進行小量的補償。
只要是了解現(xiàn)場動平衡運行人員,都希望通過現(xiàn)場動平衡排除故障。然而現(xiàn)場動平衡對平衡技術(shù)的要求高,一般都要經(jīng)過專門訓練,同時還要用到平衡儀器。
4.風機應(yīng)用建議
4.1風機振動的評價
風機振動大小的評價必須按標準執(zhí)行,筆者推薦使用《在非旋動部件上測量和評價機器的機械振動》(GB/T6075.2—2001)。其原因有二,一是該標準等同于IS010816,我國同國際接軌,標準就是ISO標準;二是水泥行業(yè)使用的風機絕大部分都是以測量軸承座振動為準,該標準就是振動的烈度監(jiān)測。由于行業(yè)不同,各行業(yè)都有自己的行業(yè)標準,筆者認為水泥行業(yè)使用GB/T6075就是最佳標準,其原因不再贅述。
對于風機維護人員來講,風機的振動是越小越好(≤4.5mm/s,優(yōu)秀;新產(chǎn)品),但是標準中規(guī)定的值要比此值大,所以不能一味追求振動小,因為振動小是以增加成本為代價的。作為旋轉(zhuǎn)機械的維護人員,對振動要有深刻的理解和清楚的認識,既不要草木皆兵,造成運行成本增加,又不能因振動大造成設(shè)備損壞。
4.2葉輪異物清除
水泥廠風機的運行環(huán)境惡劣,葉輪非工作面積灰是常有的事。對風機不規(guī)律振動,首先就要清理葉輪表面積灰。另外粉塵容易造成葉輪磨損,破壞原來的葉輪平衡,造成風機的振動增大,這樣的振動就要做轉(zhuǎn)子平衡。
4.3風機管道檢修
在水泥廠,主要風機的管道是設(shè)計院設(shè)計的,管道的走向合理;但一些小風機的管道是現(xiàn)場安裝的,有些并不符合流體流動的規(guī)律,往往造成管道振動,導(dǎo)致風機振動。本人建議在檢修時,合理布置風機的管道,把小風機的振動也降到最小。
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