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冷卻塔軸流風(fēng)機(jī)的維護(hù)與檢修
摘要：本文從減速機(jī)、聯(lián)軸器、扇葉與風(fēng)筒的檢查維護(hù)以及潤(rùn)滑油系統(tǒng)、振動(dòng)和腐蝕的監(jiān)測(cè)等六個(gè)方面，詳細(xì)介紹了冷卻塔風(fēng)機(jī)維護(hù)與檢修的方法。
關(guān)鍵詞：冷卻塔軸流風(fēng)機(jī) 維護(hù) 檢修 循環(huán)水
華北制藥股份有限公司4個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)共有冷卻塔風(fēng)機(jī)16臺(tái)，其中L85A型3臺(tái)，LF60型3臺(tái)，LF47型10臺(tái)。其每小時(shí)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(fēng)機(jī)作為循環(huán)水系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備必須長(zhǎng)時(shí)間安全連續(xù)運(yùn)行。因此，也就要求必須做好冷卻塔風(fēng)機(jī)的維護(hù)與檢修工作。經(jīng)過(guò)對(duì)循環(huán)水冷卻塔風(fēng)機(jī)15年的使用與維護(hù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)形成了一套比較有效的維護(hù)與檢修方案。
1、減速機(jī)的維護(hù)與檢修
減速機(jī)的主要部件是錐齒輪、傘齒輪、斜齒輪及滾動(dòng)軸承。在負(fù)荷的長(zhǎng)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(diǎn)蝕。齒輪出現(xiàn)磨損或點(diǎn)蝕后，運(yùn)動(dòng)精度降低，噪音和振動(dòng)增大。如果點(diǎn)蝕尺寸大，蝕坑往往成為疲勞源，最終導(dǎo)致輪齒疲勞斷裂。因此每年要對(duì)齒輪接觸精度和點(diǎn)蝕情況進(jìn)行檢查。接觸精度的要求見表1.點(diǎn)蝕坑的尺寸長(zhǎng)度不超過(guò)齒長(zhǎng)的1/3和齒高的1/2.滾動(dòng)軸承正常的失效形式是滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道上的點(diǎn)蝕破壞。當(dāng)點(diǎn)蝕破壞發(fā)生以后減速機(jī)會(huì)出現(xiàn)比較強(qiáng)烈的振動(dòng)、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。由于滾動(dòng)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(duì)滾動(dòng)軸承直接檢查比較困難。在停機(jī)后盤車，用聽音棒貼住軸承函，仔細(xì)聽軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的聲音，正常軸承轉(zhuǎn)動(dòng)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(shuō)明軸承可能存在缺陷，要拆下進(jìn)一步檢查，確定失效后更換。此外，使用優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑油并加入適當(dāng)添加劑有助于延長(zhǎng)齒輪、軸承的使用壽命。我公司定期對(duì)潤(rùn)滑油的粘度、酸值、機(jī)械雜質(zhì)等重要指標(biāo)進(jìn)行化驗(yàn)，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)更換。并且在L85A 型、LF60型風(fēng)機(jī)減速機(jī)中加入了亞米加904潤(rùn)滑油添加劑，此兩種風(fēng)機(jī)齒輪、軸承的設(shè)計(jì)壽命為50000小時(shí)，自1997年使用至今已連續(xù)運(yùn)行60000余小時(shí)，歷次檢查齒輪、軸承都完好。
表1 風(fēng)機(jī)減速機(jī)齒輪接觸精度要求
名稱 按高度 按長(zhǎng)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(hù)與檢修
聯(lián)軸器直接關(guān)系到風(fēng)機(jī)運(yùn)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(fēng)機(jī)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(bǔ)償軸線的相對(duì)位移。由于受到多次啟動(dòng)沖擊，長(zhǎng)期的振動(dòng)磨損以及腐蝕、老化的影響，彈性元件會(huì)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(shí)更換。另外，在安裝或檢修時(shí)，為減小聯(lián)軸器不對(duì)中的影響，兩半聯(lián)軸器的同軸度誤差不超過(guò)0.1mm.
3、扇葉與風(fēng)筒的檢查與調(diào)整
扇葉與風(fēng)筒一般都是玻璃鋼材料制作。起抽風(fēng)、導(dǎo)流作用。由于扇葉由輪轂中的夾塊夾持，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)扇葉可能會(huì)圍繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)，影響平衡引起振動(dòng)。為此，每年必須要檢查、調(diào)整扇葉角度。對(duì)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(fēng)機(jī)的效率，扇葉與風(fēng)筒間保持很小的間隙。由于風(fēng)筒是玻璃鋼材質(zhì)剛度較差容易變形，所以大型風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒除了肋筋還有拉筋，控制和調(diào)整風(fēng)筒的圓度。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，由于風(fēng)筒螺栓和拉筋螺栓松動(dòng)，拉筋磨損、折斷，會(huì)引起風(fēng)筒變形，變形嚴(yán)重時(shí)，扇葉會(huì)蹭到風(fēng)筒，劇烈摩擦?xí)股热~和風(fēng)筒嚴(yán)重磨損，甚至折斷扇葉。因此必須定期檢查、調(diào)整風(fēng)筒的圓度誤差及扇葉與風(fēng)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(fēng)筒間隙要求見表3.另外，要定期檢查風(fēng)筒拉筋，當(dāng)銹蝕磨損達(dá)到直徑或壁厚的1/3時(shí)更換。
表4 扇葉角度
型號(hào) LF-47 LF-60 L-85A
角度° 8.5±0.5 12±0.5 19±0.5
表3 扇葉與風(fēng)筒間隙
型號(hào) LF-47 LF-60 LF-85A
間隙mm 9-19 8-30 20-35
4、潤(rùn)滑油系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與維護(hù)
潤(rùn)滑油是風(fēng)機(jī)的“血液”，存在于減速機(jī)、油管、油視鏡內(nèi)。潤(rùn)滑油泄漏減速機(jī)齒輪將有燒毀的危險(xiǎn)。油管一般細(xì)而長(zhǎng)容易折斷，為此，每年至少要檢查一次油管，當(dāng)油管有裂口或壁厚減薄1mm時(shí)要更換油管。如果減速機(jī)使用的是骨架橡膠密封每年要更換一次，如果使用的是機(jī)械密封每年要檢查摩擦副的磨損情況，有損壞要更換。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于揮發(fā)和滲漏潤(rùn)滑油會(huì)不斷減少，要定時(shí)通過(guò)油視鏡檢查油位，當(dāng)油位低于減速機(jī)1/2時(shí)要及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油，如果潤(rùn)滑油油位下降過(guò)快，要停機(jī)檢修。此外，減速機(jī)箱應(yīng)安裝溫度傳感器，在快速漏油未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)時(shí)，減速機(jī)箱溫度急速上升，應(yīng)立刻停機(jī)，保護(hù)減速機(jī)內(nèi)齒輪和軸承。1999年7月一臺(tái)LF47型風(fēng)機(jī)，由于未更換壁厚減薄油管，運(yùn)行中油管斷裂并且未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，致使減速機(jī)齒輪燒毀。直接損失近3萬(wàn)元，并且還影響循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行�？梢�，對(duì)冷卻塔風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與維護(hù)十分必要。
5、振動(dòng)的監(jiān)測(cè)
冷卻塔風(fēng)機(jī)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(qiáng)度降低，零部件磨損等原因冷卻塔風(fēng)機(jī)的振動(dòng)烈度會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)IS02372《旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)烈度標(biāo)準(zhǔn)》和廠家提供的有關(guān)資料，振動(dòng)速度長(zhǎng)期運(yùn)行不超過(guò)6.3mm/s，最大不超過(guò)10mm/s.大烈度的振動(dòng)會(huì)使機(jī)組的連接螺栓松動(dòng)，狀況劣化甚至造成零部件失效。2000年10月一臺(tái)LF60型風(fēng)機(jī)，由于缺乏對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)，地腳螺栓松動(dòng)，風(fēng)機(jī)發(fā)生位移，葉片與風(fēng)筒摩擦造成葉片與風(fēng)筒損傷，同時(shí)油管被拉斷，由于停機(jī)及時(shí)才沒有造成更大損失。因此，必須對(duì)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)振動(dòng)值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)針對(duì)原因進(jìn)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(dòng)引起螺栓松動(dòng)發(fā)生事故。
6、腐蝕的監(jiān)測(cè)與處理
冷卻塔軸流風(fēng)機(jī)都是在室外大氣中工作的。如圖1所示，水汽沿風(fēng)機(jī)扇葉軸向自下而上流動(dòng)。風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)軸、輪轂、支座以及冷卻塔的鋼結(jié)構(gòu)大都是碳鋼材料，長(zhǎng)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(dāng)溶液的酸性很大時(shí)，也可能有氫離子的還原反應(yīng)，發(fā)生析氫腐蝕。同時(shí)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(wú)水四氧化三鐵。這種腐蝕在華北地區(qū)十分嚴(yán)重。傳動(dòng)軸受較大扭矩，受到腐蝕后，截面積減小抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)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(fēng)機(jī)振動(dòng)加�。划�(dāng)強(qiáng)度下降到一定程度后，風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒還有傾斜的危險(xiǎn)。另外，輪轂腐蝕后會(huì)發(fā)生質(zhì)心變化引起不平衡振動(dòng)。2000年1月一臺(tái)LF47型風(fēng)機(jī)，其傳動(dòng)軸是空心軸。由于腐蝕嚴(yán)重和材質(zhì)不均，空心軸壁局部減薄到0.3mm，啟動(dòng)時(shí)，在啟動(dòng)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(duì)腐蝕的監(jiān)測(cè)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(cè)鋼鐵材料的壁厚，校核剛度、強(qiáng)度，達(dá)不到要求時(shí)及時(shí)加固或更換；再次，對(duì)于碳鋼表面必須定期做徹底防腐處理。通過(guò)以上措施將會(huì)大大降低腐蝕的影響。
近年來(lái)通過(guò)由于著重落實(shí)了以上幾個(gè)方面的維護(hù)與檢修，風(fēng)機(jī)的完好率達(dá)到100%，確保了循環(huán)水系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
