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冷卻塔軸流風機的維護與檢修
摘要：本文從減速機、聯(lián)軸器、扇葉與風筒的檢查維護以及潤滑油系統(tǒng)、振動和腐蝕的監(jiān)測等六個方面，詳細介紹了冷卻塔風機維護與檢修的方法。
關(guān)鍵詞：冷卻塔軸流風機 維護 檢修 循環(huán)水
華北制藥股份有限公司4個循環(huán)水系統(tǒng)共有冷卻塔風機16臺，其中L85A型3臺，LF60型3臺，LF47型10臺。其每小時循環(huán)水冷卻處理量19100噸，占公司總用水量的96.5%.作為大型化工制藥企業(yè)，循環(huán)水用量大，水溫要求低。這就決定了冷卻塔風機作為循環(huán)水系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備必須長時間安全連續(xù)運行。因此，也就要求必須做好冷卻塔風機的維護與檢修工作。經(jīng)過對循環(huán)水冷卻塔風機15年的使用與維護，總結(jié)經(jīng)驗教訓形成了一套比較有效的維護與檢修方案。
1、減速機的維護與檢修
減速機的主要部件是錐齒輪、傘齒輪、斜齒輪及滾動軸承。在負荷的長期作用下，齒輪常發(fā)生的失效形式是輪齒工作面磨損和點蝕。齒輪出現(xiàn)磨損或點蝕后，運動精度降低，噪音和振動增大。如果點蝕尺寸大，蝕坑往往成為疲勞源，最終導致輪齒疲勞斷裂。因此每年要對齒輪接觸精度和點蝕情況進行檢查。接觸精度的要求見表1.點蝕坑的尺寸長度不超過齒長的1/3和齒高的1/2.滾動軸承正常的失效形式是滾動體或內(nèi)外圈滾道上的點蝕破壞。當點蝕破壞發(fā)生以后減速機會出現(xiàn)比較強烈的振動、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。由于滾動軸承不宜經(jīng)常拆卸，并且受到結(jié)構(gòu)和安裝位置所限，對滾動軸承直接檢查比較困難。在停機后盤車，用聽音棒貼住軸承函，仔細聽軸承轉(zhuǎn)動的聲音，正常軸承轉(zhuǎn)動的聲音應(yīng)是清脆、連續(xù)、均勻的。如果聲音沉悶、斷續(xù)、發(fā)卡說明軸承可能存在缺陷，要拆下進一步檢查，確定失效后更換。此外，使用優(yōu)質(zhì)的潤滑油并加入適當添加劑有助于延長齒輪、軸承的使用壽命。我公司定期對潤滑油的粘度、酸值、機械雜質(zhì)等重要指標進行化驗，達不到標準及時更換。并且在L85A 型、LF60型風機減速機中加入了亞米加904潤滑油添加劑，此兩種風機齒輪、軸承的設(shè)計壽命為50000小時，自1997年使用至今已連續(xù)運行60000余小時，歷次檢查齒輪、軸承都完好。
表1 風機減速機齒輪接觸精度要求
名稱 按高度 按長度 側(cè)隙范圍
斜齒輪 不小于60% 不小于60%—70% 0.12-0.22mm
錐齒輪 不小于60% 不小于70% 0.15-0.35mm
2、聯(lián)軸器維護與檢修
聯(lián)軸器直接關(guān)系到風機運行的平穩(wěn)程度。我公司LF47型、L85A 型、LF60型三種類型的冷卻塔風機分別使用了，彈性圈柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、膜片聯(lián)軸器。這三種聯(lián)軸器都起著傳遞扭矩和緩沖減振的作用。其中，彈性圈柱銷聯(lián)軸器的橡膠彈性圈、彈性柱銷聯(lián)軸器橡膠接頭、膜片聯(lián)軸器的彈性膜片都是彈性元件，可以補償軸線的相對位移。由于受到多次啟動沖擊，長期的振動磨損以及腐蝕、老化的影響，彈性元件會失效。因此，每年必須定期間檢查。如果橡膠元件出現(xiàn)老化、磨損，彈性膜片出現(xiàn)倒伏或缺損都要及時更換。另外，在安裝或檢修時，為減小聯(lián)軸器不對中的影響，兩半聯(lián)軸器的同軸度誤差不超過0.1mm.
3、扇葉與風筒的檢查與調(diào)整
扇葉與風筒一般都是玻璃鋼材料制作。起抽風、導流作用。由于扇葉由輪轂中的夾塊夾持，經(jīng)過長時間運轉(zhuǎn)扇葉可能會圍繞中心轉(zhuǎn)動，影響平衡引起振動。為此，每年必須要檢查、調(diào)整扇葉角度。對扇葉的具體要求見表2.所有扇葉傾角允差不大于0.5°。為了提高風機的效率，扇葉與風筒間保持很小的間隙。由于風筒是玻璃鋼材質(zhì)剛度較差容易變形，所以大型風機的風筒除了肋筋還有拉筋，控制和調(diào)整風筒的圓度。經(jīng)過長期運行，由于風筒螺栓和拉筋螺栓松動，拉筋磨損、折斷，會引起風筒變形，變形嚴重時，扇葉會蹭到風筒，劇烈摩擦會使扇葉和風筒嚴重磨損，甚至折斷扇葉。因此必須定期檢查、調(diào)整風筒的圓度誤差及扇葉與風筒間隙。根據(jù)不同的間隙要求，圓度誤差控制在3~5mm.扇葉與風筒間隙要求見表3.另外，要定期檢查風筒拉筋，當銹蝕磨損達到直徑或壁厚的1/3時更換。
表4 扇葉角度
型號 LF-47 LF-60 L-85A
角度° 8.5±0.5 12±0.5 19±0.5
表3 扇葉與風筒間隙
型號 LF-47 LF-60 LF-85A
間隙mm 9-19 8-30 20-35
4、潤滑油系統(tǒng)的監(jiān)測與維護
潤滑油是風機的“血液”，存在于減速機、油管、油視鏡內(nèi)。潤滑油泄漏減速機齒輪將有燒毀的危險。油管一般細而長容易折斷，為此，每年至少要檢查一次油管，當油管有裂口或壁厚減薄1mm時要更換油管。如果減速機使用的是骨架橡膠密封每年要更換一次，如果使用的是機械密封每年要檢查摩擦副的磨損情況，有損壞要更換。風機運行時，由于揮發(fā)和滲漏潤滑油會不斷減少，要定時通過油視鏡檢查油位，當油位低于減速機1/2時要及時補充潤滑油，如果潤滑油油位下降過快，要停機檢修。此外，減速機箱應(yīng)安裝溫度傳感器，在快速漏油未被及時發(fā)現(xiàn)時，減速機箱溫度急速上升，應(yīng)立刻停機，保護減速機內(nèi)齒輪和軸承。1999年7月一臺LF47型風機，由于未更換壁厚減薄油管，運行中油管斷裂并且未能及時發(fā)現(xiàn)，致使減速機齒輪燒毀。直接損失近3萬元，并且還影響循環(huán)水系統(tǒng)的運行�？梢�，對冷卻塔風機潤滑油系統(tǒng)監(jiān)測與維護十分必要。
5、振動的監(jiān)測
冷卻塔風機是旋轉(zhuǎn)設(shè)備。由于聯(lián)軸器同軸度增大，旋轉(zhuǎn)部件平衡狀態(tài)劣化，基礎(chǔ)強度降低，零部件磨損等原因冷卻塔風機的振動烈度會發(fā)生變化。根據(jù)IS02372《旋轉(zhuǎn)機械的振動烈度標準》和廠家提供的有關(guān)資料，振動速度長期運行不超過6.3mm/s，最大不超過10mm/s.大烈度的振動會使機組的連接螺栓松動，狀況劣化甚至造成零部件失效。2000年10月一臺LF60型風機，由于缺乏對振動的監(jiān)測，經(jīng)過長時間振動，地腳螺栓松動，風機發(fā)生位移，葉片與風筒摩擦造成葉片與風筒損傷，同時油管被拉斷，由于停機及時才沒有造成更大損失。因此，必須對風機的振動進行監(jiān)測。當振動值超過標準時，應(yīng)針對原因進行檢修。另外，所有的螺栓、螺母應(yīng)有止退措施盡量避免因振動引起螺栓松動發(fā)生事故。
6、腐蝕的監(jiān)測與處理
冷卻塔軸流風機都是在室外大氣中工作的。如圖1所示，水汽沿風機扇葉軸向自下而上流動。風機的傳動軸、輪轂、支座以及冷卻塔的鋼結(jié)構(gòu)大都是碳鋼材料，長期與水汽接觸，工作環(huán)境潮濕。大氣中含二氧化碳、二氧化硫等氣體與水汽結(jié)合，形成酸性電解液，發(fā)生吸氧腐蝕。當溶液的酸性很大時，也可能有氫離子的還原反應(yīng)，發(fā)生析氫腐蝕。同時生成紅棕色的三氧化二鐵和綠色的含水四氧化三鐵以及黑色的無水四氧化三鐵。這種腐蝕在華北地區(qū)十分嚴重。傳動軸受較大扭矩，受到腐蝕后，截面積減小抗扭轉(zhuǎn)強度下降，極易發(fā)生扭斷事故。支座和鋼結(jié)構(gòu)承受交變載荷以及重力的作用，受到腐蝕后，截面積減小剛度下降，致使風機振動加��；當強度下降到一定程度后，風機、風筒還有傾斜的危險。另外，輪轂腐蝕后會發(fā)生質(zhì)心變化引起不平衡振動。2000年1月一臺LF47型風機，其傳動軸是空心軸。由于腐蝕嚴重和材質(zhì)不均，空心軸壁局部減薄到0.3mm，啟動時，在啟動扭矩作用下發(fā)生扭斷，斷軸飛起將葉片打斷，造成很大損失。因此，對腐蝕的監(jiān)測與處理是十分必要的。首先，在材質(zhì)選擇上盡量選擇不銹鋼材料這樣可以減小腐蝕的影響；其次，要定期檢測鋼鐵材料的壁厚，校核剛度、強度，達不到要求時及時加固或更換；再次，對于碳鋼表面必須定期做徹底防腐處理。通過以上措施將會大大降低腐蝕的影響。
近年來通過由于著重落實了以上幾個方面的維護與檢修，風機的完好率達到100%，確保了循環(huán)水系統(tǒng)的安全高效運行。經(jīng)濟和社會效益顯著。
