24
2019-7轴流风机流量异常成因分析
概述 在国民经济的许多领域中，特别是石油、化工、制冷、动力、采矿和冶金等工业中为了提高工艺气体的压力和输送气体而广泛使用压缩机。在各类压缩机中，轴流式压缩机具有效率高、流量大、重量轻、体积小等优点，故在大型石油炼制企业中，催化裂化单元再生器烧焦所需风量大而压力不高，大多选用轴流式压缩机。但轴流式压缩机也存在稳定工作范围较窄、对工质中的杂质敏感、叶片易受磨损等缺点，所以为了保证轴流式压缩机组安全可靠运行，要配置高精度的空气过滤器来满足机组对压缩气体的要求。 1.轴流风机的特性 （1）轴流风机入口空气的温度、湿度变化对流量的影响符合气体状态方程。实际生产中，其变化值也可参考机组喘振线的标定数据进行对比印证。 （2）由于轴流风机主要是依靠叶栅的扩压作用来提高气体压力，气流冲角对叶栅的性能非常敏感。在实际应用中，一般通过改变静叶栅角度（即通常所说的静叶角度）来改变气流冲角，从而使机组的风量发生变化来调节风量，达到在满足工艺要求的前提下降低动力消耗。 （3）轴流风机动静叶片的叶型决定了叶栅的级压比和效率，决定了风机的整机性能。目前轴流风机的动静叶片大多为三元流设计，整机效率较高。但由于精度较高，若外部干扰因素造成叶片损伤或者叶片结垢即叶型发生了改变，那么压缩机的压缩比和效率就会下降，叶片的结垢问题还会造成轴流风机的操作范围变窄，在极端情况下会影响到轴系的动平衡而造成停机事故。 2.风机流量异常现象分析 2013年1月～2月份长期持续雾霾天气，洛阳分公司1#催化裂化装置为再生器烧焦供风的静叶可调式轴流风机（工艺编号：3#主风机组）在静叶几乎全开的状态下风量日趋变小，且每天伴随着气温的变化，风量波动幅度超过正常值。为了防止机组喘振，不得不降低风机出口压力来控制机组的喘振余量，从而导致再生器的压力过低，烧焦效果变差，产品分布恶化，装置指标和经济效益下降。若机组工况进一步恶化，很可能造成装置大幅降量甚至紧急停工。 为了判断机组运行工况的变化趋势，对机组入口温度、流量、静叶开度和出口压力等主要参数从1月份至2月初的运行趋势进行了汇总分析，在入口温度0～10℃变化范围不大的情况下，1月19日前入口风量平均值大约为2450Nm3/min，2月初逐步下降至平均2350Nm3/min。1月19日前风机出口压力能够维持在0.23MPaG，随后即使不断开大静叶角度，风量没有上升反而下降，2月初逐步降至0.2～0.21MPaG。这说明和正常情况相比，开大静叶角度对风量的提高已经失效，在静叶角度保持接近全开的情况下，风量和出口压力均出现了大幅下降的现象。从整机性能来讲，风机的能力严重下滑。 在气温变化较快和静叶微调时，风量出现了突降突升的异常趋势。通过轴系的监测数据发现主风机的振动值也出现较小范围的波动，以出口振动值变化较明显。这说明外部因素已经严重干扰到风量的稳定。但风量的突降之后能够迅速恢复，就比较难以理解。若是动或（和）静叶片结垢造成叶片的叶型改变。则风量的突降之后迅速回升较容易理解，但结垢能否造成风量的幅度突降突升需要进行考证。 3.机组检修及主因确认 通过以上分析，虽然无法最终确认原因，但无论是静叶调节系统的问题还是叶片结垢的问题都需要停机检查和检修，因此在做好备用的1#主风机组试运工作后，于2013年5月14日将3#主风机组切至1#主风机组运行。随后，在3#主风机组无负荷的情况下对静叶调节机构进行调试，调试结果为能够在正常范围内动作，但存在动作滞后的现象。次日对3#主风机组进行解体检修。 3.1 机组解体检查情况 （1）入口导叶和一、二级静叶结垢较为严重，尤其是一级和二级静叶的迎风面结垢非常厚且表面凹凸不平，靠近机组里侧比外侧结垢严重。从流动特性来分析，由于机组外侧气流的圆周速度较高，故外侧结垢较薄；在静叶接近全开位置时，由于迎风面结垢较厚且表面凹凸不平，导致气流在叶弧处的正冲角度不一致，导致气流旋涡的产生，流动方向较为发散，形成二次流，造成风机能量损失加大，效率下降和风量的剧烈变化。由于存在多级动静叶片，故存在叠加放大的作用，但以端部基元级即第一级最为严重。因此，从叶片的原始叶型和目前的叶型对比来说，原始的动静叶片均为三元流设计，叶片呈现较为****的流线型弧线。而叶片结垢后叶片的弧线将不在是光滑的圆弧过渡或者说不是流线型。当气流冲角发生变化并且在叶弧处的冲角不一致时气流的流动方向发生了较大改变，表现出风量的剧烈变化。 （2）一级动叶受力面的结垢比叶背弧结垢严重，受力面的叶根结垢严重，叶顶则基本没有结垢，同样说明了因机组外侧即叶顶的线速度较高，故越靠近叶根则结垢越严重。同时由于受力面存在较大的正压力，高速行进中的黏性物质黏结在在叶片的受力面上，而叶背弧正压力要小得多而仅是在正冲着气流的叶片边缘上附着。由于动叶片与气流之间的相对速度要比静叶片与气流之间的相对速度大，故静叶片要比动叶片结垢严重得多。 （3）静叶片的转轴处也存在积灰或结垢现象。考虑到3#主风机组从1989年投用至今，静叶片转轴处的石墨轴承一直没有更换过，因此将转轴和石墨轴承解体，发现石墨轴承存在磨损导致转轴和石墨轴承之间存在缝隙，超过允许值，从而为灰尘和水汽的侵入创造了条件。随着湿灰尘长时间的沉积导致静叶活动不灵敏。 通过以上检查情况和分析判断，可以确定：导致风量异常波动、压缩机压比下降、效率降低的主要原因是动静叶片结垢。 3.2 结垢物质化验分析情况 对结垢物质进行取样，在化验分析时考虑到周边环境大气中可能产生的污染源和化验分析的方法，以确认有机物和无机物的比例为目标进行化验。化验结果显示，结垢物质中90%以上的成分能够燃烧，残留的灰分小于10%。因此，根据企业生产性质和周边环境推断：结垢物质中存在微小的焦粉、煤粉、重质油气等有机物，同时存在少量无机物粉尘。 4.结语 为了避免出现同类事故，应从检修质量、入口过滤器维护和环境治理等方面做好防范措施： （1）机组检修时应尽可能将机组入口管道、机组内部构件清洗干净，确保动静叶片上没有污垢。 （2）检修时确保各运行机构动作灵敏到位，同时尽可能提高动静叶片本身的光洁度，降低固体颗粒附着的机率。 （3）空气入口过滤器的过滤精度要适中并提高过滤效率，减少固体颗粒的携带量。当遇到雾霾天气时，应及时更换过滤器滤芯，不得牺牲过滤效果来提高风量。 （4）加强周围环境污染的治理工作，减少大气中颗粒物的含量。24
2019-7轴流风机验收、安装、维护使用说明
一、轴流风机质量验收标准 1、轴流风机壳体无严重变形、开裂，各零部件齐全、完整。 2、机体外表除锈干净，刷漆均匀，无溢流起泡、脱皮现象。 3、螺母拧紧后，螺栓的螺纹应露出螺母1～3个螺距，不得在螺母下面加多余的垫圈来减少螺栓的露出长度。 4、叶轮应按照规定装配应牢固可靠，无缺叶、无裂纹、无磨壳体现象。 5、密封胶圈外径与进线装置内径间隙应符合： ①密封胶圈外径大于等于20mm时,配合间隙小于等于1.0mm。 ②密封胶圈外径大于20mm小于60mm时,配合间隙小于等于1.5mm。 ③密封胶圈外径大于60mm时，配合间隙小于等于2mm。 ④密封胶圈厚度应大于电缆外径的0.3倍。（即放入胶圈后，喇叭止只口面与进行装置外端面不接触）。 ⑤档圈外径与胶圈外径相符。 6、轴流风机轴承运动灵活，无异常声音运转，轴承温度不得高于750C，机身温度应符合级别要求：A级950C，E级1050C，F级1250C，H级1350C 。 7、轴承的油质合格，油量适当。 8、接线装置齐全、完整、紧固、导电良好，并符合下列要求： ①绝缘座完整，无裂纹。 ②接线螺栓和螺母的螺纹无损伤，无放电痕迹，接线零件齐全，有弹簧垫、背帽、卡爪等。 ③定子绕组出线与接线螺栓连接牢固可靠。 9、一、二次防爆面的表面粗糙度不大于6.3，不得有锈蚀及油漆，如有锈迹，用棉纱擦净后，留有呈清褐色氧化亚铁云状痕迹，用手摸无感觉起部分磨平后，不得超过下列规定： ①隔爆面上对局部出现的直径不大于1mm,深度不大于2mm的砂眼，在40、25、15mm宽的防爆面上，每1m不超过1个，10mm不得超过两个。 ②产生的机械伤痕，宽度与深度不大于0.5mm，其长度应保证剩余无伤隔爆面有效长度不小于规定长度2\3。 10、轴流风机用1000V的兆欧表测量对地绝缘电阻不得小于50MΩ。 11、在三相电压平衡条件下，三相电流之差与平均值之比不得相差5％。 12、空载试运转15分钟后应：达到转动平稳，无明显震动，无异响。 二、轴流风机的安装 安装前须知 保证安装质量，提高工作效率，需做好安装前的准备工作： 1．熟悉安装对象的设计图样、资料、说明书等设计文件。包括：熟悉通风机本体的安装图样，掌握通风机的结构特征；熟悉通风机工作的通风系统图样，熟知通风机在系统中的工作状况和作用；熟悉通风机基础验收规范及其施工情况，按设计图样查对通风机的规格、型式、叶轮的旋转方向、配用原动机的动力要求、地脚螺栓孔中心距、进出风口法兰孔径和方位及中心距，轴的中心标高等是否符合设计要求。 2．按装箱单清点通风机的附件、配件、零件的规格、数量，然后进行外观检查，如外壳是否有锈蚀、凹陷伤损、转子是否有变形和碰伤等。 3．对检查出的问题，包括设计、设备、施工等问题，应立即提交有关部门解决，否则不能进行安装工作。 4．检查清单，应由专人负责保管，小型零件用原箱钉好保管，通风机、电动机应设防雨棚，产品底部设垫木，严防产品露天放置，或沉陷在泥水中 5．注意，以上工作应与负责设备供应主管部门共同进行，并做好检查核对详细记录。 安装说明 1、机械检查：风机安装前必须任意拨动风机叶轮有否因运输受压变形或螺栓松动造成碰壳和径向间隙不均匀等现象，否则应予调整。同时，检查风机壳体内有无垃圾、杂物等，否则应予清理干净。 2、风机外壳与风管连接时，应首先采用定位销临时固定，然后对准螺孔拧紧全部螺栓。风机直径≥800mm或叶尖速度≥80m/s时，应安装减振器，安装时要注意减振器呈水平，并拧紧风机与减振器串在一起的底脚螺栓。风管转弯时，必须避免与风机安装位置保持大于风机直径2倍的距离。同时，管道重量决不能加在风机的外壳上。 3、风机安装时，必须根据电机安装方式接上接地保护线。大于30kW的电机应安装电流保护器，小于30kW的电机应在电机开关处装设保险丝。电机在接线盒内均有保护线，接线完毕后，必须将电缆入口塞住，以防止灰尘和水汽进入电机接线盒。紧固所有电线连接螺栓，以防止接触热阻过高而引起电线的热量增大。 4、不论卧式或立式的风机安装时应注意基础的牢固度，重点是风机动载荷的承受力。卧式吊装时应注意吊挂力和减振吊钩的强度，卧式墙壁支架式安装时应注意支架的强度，屋顶式安装时应注意机座的牢固和下雨天是否会出现漏水。 5、风机串联安装时，两风机位置应保持风机直径5倍以上的距离；并联安装时时，必须保证风机机号和性能参数的一致性。 三、轴流风机的运行 风机安装完毕后，在启动前，应认真进行下列检查： 1、电压是否在正常范围内（一般为380伏，允差±6%），三相电流是否基本平衡。 2、风机叶轮与机壳间的间隙是否符合设计要求，手动盘转叶轮是否有卡住和摩擦现象。 3、风机机壳内或管道内有无杂物。 4、叶轮旋转方向是否与风机的旋向标志相符。 5、电机实际转速与风机转速是否相符。 6、电机的接地保护线和电流保护器（保险丝）是否按要求安装。 在总检查合格后，才能进行调试运转。启动时应检查电机的允许电流有否过载现象。 启动后要检测风机的振动情况，发现剧烈振动，应立即断电停车进行检查。 通风机与系统匹配极为重要，试运行时必须注意风机是否在规定的运行工况区内，以免由于实际系统阻力与设计系统阻力偏离过大而导致风机电机的电流过载，或风机喘振等现象的发生。若有上述情况的发生，应立即停车，采取适当措施加以解决。 若情况一切正常，在启动运转10至30分钟后停车，检查叶轮上各螺栓有无松动，一切正常后，才可正式启动，投入正常运行。 风机在正常运行中，主要是监视电机的电流。电流不仅是风机负荷的标志，也是一些异常事故的预报信号。其次是要经常检查电机轴承温度与风机的振动是否正常及有无摩擦、碰撞的异常声响。 在正常运行中，如遇下列情况应立即停车检查或修理： 1、电流突然上升，超过规定值。 2、发生强烈的振动或碰擦声。 3、电机轴承温度急剧上升。 进入稳定运行的风机应在规定的高效工况区内运行，否则，会使风机电能消耗增大，振动加大，甚至缩短风机使用寿命。 四、风机的维护、保养 为了避免由于维护保养不当而引起人为故障事故发生，预防风机和电机各方面自然故障的发生，从而充分发挥设备的效能、延长设备的使用寿命，必须加强风机的维护保养。 风机维护保养工作注意事项： 1、只有在风机设备完全正常的情况下方可运转。 2、风机设备在维护后开动时，需注意风机各部件是否正常。 3、定期检查电机与机壳连接螺栓的紧固情况，检查风机叶轮上各螺栓的紧 固情况，检查减振器连接螺栓的紧固情况。 4、定期检查风机是否运行在工况范围内。 5、定期清除叶片表面积灰、污垢等杂质。 6、定期为电机轴承更换润滑脂，一般为三个月加一次，也可按实际情况更换润滑脂。 注意：润滑脂质量不良，易造成电机轴承温升过高。 7、每年应停机检修保养一次，注意：拆卸叶片后应做好标记，以便复装时按原位装配，以免破坏叶轮的动平衡质量而引起振动。 8、风机长期停用一年以上后需再使用时，应检查电机是否有受潮、浸水等情况，如是，则应将电机送到电机生产厂予以烘干，电机轴承应按电机厂的相关要求清洗和更换润滑油脂。 9、为确保人身安全，风机的检修维护必须在停机时进行。24
2019-7离心风机的组成及结构
风机的组成 风机采用单吸入D型传动结构，由联轴器将风机和电机联接起来。风机本体主要由机壳、进风口、转子组（叶轮及主轴）、轴承箱、联轴器等部分组成。(F型传动它是双支撑两个轴承箱,单吸的有一个进风室,双吸的有两个进风室。C、B型传动的有主动轮和被动轮)。 机组除风机本体外，根据用户需要，还可配备各种外配套，常见的有：电机、调节门、整体支架、电动执行器、消声器等。 风机的结构简介 风机可制成顺转或逆转两种型式：从电机一端正视，如叶轮按顺时针方向旋转称顺旋风机，以“顺”表示；按逆时针方向旋转称逆风机，以“逆”表示。 风机的出口位置以机壳的出口角度表示：“顺”、“逆”均可制成0°、 45°、 90°、135°、180°、225°共六种角度。也可按用户的要求制成其他的特殊角度。 根据具体的情况，轴承箱有以下两种： （1）水冷却轴承箱 （2）油冷却轴承箱 离心风机的维修与保养 正确的维护、保养，是风机安全可靠运行，提高风机使用寿命的重要保证。因此，在使用风机时，必须引起充分的重视。 叶轮的维修与保养 ▶在叶轮运转初期及所有定期检查的时候，只要一有机会，都必须检查叶轮是否出现裂纹、磨损、积尘等缺陷。 ▶只要有可能，都必须使叶轮保持清洁状态，并定期用钢丝刷刷去上面的积尘和锈皮等，因为随着运行时间的加长，这些灰尘由于不可能均匀地附着在叶轮上，而造成叶轮平衡破坏，以至引起转子振动。 ▶叶轮只要进行了修理，就需要对其再作动平衡。如有条件，可以使用便携试动平衡仪在现场进行平衡。在作动平衡之前，必须检查所有紧定螺栓是否上紧。因为叶轮已经在不平衡状态下运行了一段时间，这些螺栓可能已经松动。 风机与进气室的维修保养 ▶除定期检查机壳与进气室内部是否有严重的磨损，清除严重的粉尘堆积之外，这些部位可不进行其他特殊的维修。 ▶定期检查所有的紧固螺栓是否紧固，对有压紧螺栓部的风机，将底脚上的蝶形弹簧压紧到图纸所规定的安装高度。 轴承部的维修保养 经常检查轴承润滑油供油情况，如果箱体出现漏油，可以把端盖的螺栓拧紧一点，这样还不行的话，可能只好换用新的密封填料了。 其余各配套设备的维修保养 各配套设备包括电机、电动执行器、仪器、仪表等的维修保养详见各自的使用说明书。这些使用说明书都由各配套制造厂家提供，本制造厂将这些说明书随机装箱提供给用户。 风机停止使用时的维修保养 风机停止使用时，当环境温度低于5℃时，应将设备及管路的余水放掉，以避免冻坏设备及管路。 风机长期停用时的保养工作 （1） 将轴承及其它主要的零部件的表面涂上防锈油以免锈蚀。 （2） 风机转子每隔半月左右，应人工手动搬动转子旋转半圈（既180°），搬动前应在轴端作好标记，使原来最上方的点，搬动转子后位于最下方。 风机运转中故障产生的原因 风机剧烈震动 ▶风机轴与电机轴不同心。 ▶基础或整体支架的刚度不够。 ▶叶轮螺栓或铆钉松动及叶轮变形。 ▶叶轮轴盘孔与轴配合松动。 ▶机壳、轴承座与支架，轴承座与轴承盖等联接螺栓松动。 ▶叶片有积灰、污垢、叶片磨损、叶轮变形轴弯曲使转子产生不平衡。 ▶风机进、出口管道安装不良，产生共振。 轴承升温过高 ▶轴承箱振动剧烈 ▶润滑脂或油质量不良、变质和含有灰尘、沙粒、污垢等杂质或充填量不当。 ▶轴与滚动轴承安装歪斜，前后两轴承不同心。 ▶滚动轴承外圈转动。（和轴承箱摩擦）。 ▶滚动轴承内圈相对主轴转动（即跑内圈和主轴摩擦） ▶滚动轴承损坏或轴弯曲。 ▶冷却水过少或中断（对于要求水冷却轴承的风机）。 电动机电流过大或者升温过高 ▶启动时，调节门或出气管道内闸门未关严。 ▶电动机输入电压低或电源单相断电。 ▶风机输送介质的温度过低（即气体密度过大），造成电机超负荷。 ▶系统性能与风机性能不匹配。系统阻力小，而留的富裕量大，造成风机运行在低压力大流量区域。
