化工风机叶轮积灰与不平衡故障的检修技术

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金满球

九江检安石化工程有限公司

摘要

积灰由气体中粉尘、黏性杂质在离心力与湍流作用下附着于叶片、轮毂等部位导致,会降低叶轮气动性能、破坏质量平衡;不平衡故障则因叶轮质量中心与旋转中心不重合引发,二者均会造成风机振动、能耗上升、部件磨损,甚至设备停机或安全事故。因此,本文从积灰清理技术、不平衡故障的检修技术、不平衡故障的检修技术入手展开探索,在确保化工风机运行质量的同时,以保障风机长期稳定运行。


关键词

化工风机;叶轮;积灰;不平衡故障;检修技术

正文


引言:在化工生产流程中,风机是最主要的动力设备,对物料输送和换气通风、过程冷却起着重要的作用,风机的使用可靠性决定化工生产的连续性和安全性。叶轮是风机最重要的一部件,在化工生产过程中,由于长期经受含尘、腐蚀性介质的工作环境的考验,叶轮容易积灰。叶轮积灰会改变叶轮的气动特性,影响风量风压、增加运行耗电,同时还会破坏叶轮的质量平衡,产生振动大、轴承磨损、机壳开裂的连锁故障,严重时会造成停机事故乃至安全事故的发生,因此,探讨叶轮积灰与不平衡故障机理,探索科学合理有效的维修保养技术,对于保证化工装置正常运行、减少生产成本具有重要意义。

1积灰清理技术

叶轮积灰源于输送气体中的粉尘、黏性杂质,在离心力与气体湍流作用下附着于叶片、轮毂等部位,会降低气动性能并破坏质量平衡,需按积灰类型、厚度及叶轮材质选择清理技术。

1.1机械清理法

机械清理法为物理外力除灰法,此法适用积灰厚硬、黏性不强、叶轮耐磨等条件的风机除尘,即干燥粉尘离心风机的清理。除灰先停车停电、做好安全防护措施,拆除管道、机壳露出叶轮;厚硬积灰用手持风镐等打碎积灰,但要注意打碎力度以防止叶片断裂;薄积灰用钢丝刷等人工刮除,按叶片根部到叶尖、轮毂到叶片边沿的顺序清理;化工风机叶轮清理过程中必须有专人负责检查叶轮,有变形、裂纹等缺陷做标记,清理结束后用压缩空气吹扫干净残留灰尘,回装机壳、管道。

1.2高压水清理法

高压水清理法采用高压水射流冲击法去灰,干净快捷,损伤小,主要用于黏度大的积灰,如含有黏土等杂质的轴流风机。需要注意叶轮耐水性能,对于容易产生锈迹的材料,如铸铁,清理后做好防锈处理。控制水压、水量、水温是关键。操作前同样要求断电、断气,拆开部件暴露叶轮,做好排水回收废水准备。操作者穿着防护衣、戴防护眼镜,在安全环境下,按照合适的速度和方法依次喷叶片正面和背面,重的部位延长时间或改变角度。清理完成后,吹干叶片,易生锈的叶轮再进行防锈涂漆处理,然后安装。

1.3化学清理法

通过化学试剂与积灰反应溶解软化除灰,适用于成分复杂、含腐蚀性物质或结合紧密的积灰,核心是选合适清理剂。工作人员先分析积灰成分,碱性积灰用盐酸等酸性剂,酸性积灰用氢氧化钠等碱性剂,有机碱性积灰用乙醇等有机溶剂,浓度需经小型试验确定。操作前停机断电、拆部件,叶轮下方设防护与收集装置。喷洒或涂抹清理剂后静置1~3小时,待积灰软化用清水冲洗,残留积灰可重复操作,最后吹干叶轮并防锈、回装。

2不平衡故障的检修技术

2.1不平衡故障的检测与诊断

在轴承座、机壳等部位装传感器,风机额定转速下采集垂直、水平、轴向振动数据。若振动速度超国标且主频与旋转频率一致,初步判断不平衡,垂直振动大为静不平衡,水平大为动不平衡,轴向大可能为偶不平衡。工作人员对设备进行停机拆壳后,观察叶轮是否有叶片变形、裂纹、积灰不均,检查轮毂与主轴配合是否松动、有无异物附着,用频谱仪分析振动信号,旋转频率处有明显峰值且幅值远大于其他频率,可确定不平衡,还能通过相位判断不平衡质量位置。

2.2动平衡校正技术

通过增减质量使叶轮质量中心与旋转中心重合,分静平衡与动平衡校正。一方面,静平衡校正这种方法适用于直径小、转速低、宽径比<0.2的叶轮。将叶轮装在静平衡试验台主轴上,标记圆周点,旋转后观察静止位置,重边对面加平衡块,多次调整至叶轮可任意静止。

另一方面,动平衡校正适用于直径大、转速高、宽径比>0.2的叶轮。将叶轮装机,设试验机参数,启动后采集振动信号计算不平衡量,在指定位置增减平衡块,反复检测至不平衡量达标。平衡块材质需与叶轮相近、安装牢固,校正后检查外观。

3检修后的质量控制与预防措施

3.1检修后的质量控制

检修后质量控制主要从外观检查、性能测试和试运行监测三方面进行质量控制。外观检查重点检查叶轮的表面质量,检查叶轮有无变形、裂纹、磨损等缺陷,检查叶轮安装牢固,叶轮平衡块安装牢固,检查风机各部件的安装位置是否符合要求,连接是否牢固,有无松动现象。

性能测试主要测试风机的风量、风压、全压效率等性能指标,把测试结果与设计中风机的风量、风压、效率等设计参数对比,确保风机符合生产要求。试运行监测是在风机投入正常运行后的一段时间内,定期对风机运行参数进行测试,包括振动速度、轴承温度、电机电流、风量、风压等,形成风机运行参数档案,记录参数变化趋势,当参数出现异常波动时要及时分析,采取相应处理措施,防止出现事故。

3.2预防措施

针对化工风机叶轮积灰、不平衡故障,从防患于未然的角度,工作人员应根据化工工艺运行条件和介质的工况特性,选择合理的化工风机和叶轮材质,尤其是输送含有粉尘的气体化工风机宜采用防积灰结构设计的叶轮,如叶片呈弧状、叶轮表面经过抛光处理等结构,减少积灰对叶轮的附着力;输送具有腐蚀性的气体化工风机宜采用耐腐蚀材料的叶轮,如不锈钢叶轮、玻璃钢叶轮等,延长叶轮的使用寿命,在化工风机的进出口管道上安装除尘除雾装置,如安装旋风除尘器、布袋除尘器、除雾器等,减少气体中的粉尘和黏附杂质含量,从源头上避免叶轮的积灰现象。

结束语:综上所述,化工风机叶轮积灰、不平衡故障维修是化工装备设施维修技术的重点内容,也是直接关系企业生产效率、安全生产费用消耗、设备寿命的维修技术。随着化工行业对于高产、安全、绿色化生产的追求,叶轮故障维修技术不仅要帮助化工企业及时解决现有装备设施故障,降低故障损失成本,更可以在科学预测的基础上控制和防止故障的发生,从而提高化工设施装备的服役时间,为化工生产运行的不间断连续高效提供坚实保障。可以预见的是,随着各种新型智能化的检测技术和清污试剂在检修中逐渐引入使用,叶轮故障检修的技术也势必向着更高效、更环境友好、更准确的方向发展。而本文所搭建的技术骨架和基本思想也将能够为未来此类新工艺的应用奠定和提供指导,也必将能为化工企业进一步优化和提升设施装备的管理工作起到积极的作用。

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