冷卻塔風(fēng)機(jī)故障分析與處理

1、冷卻塔風(fēng)機(jī)故障分析與處理摘要：簡(jiǎn)要闡述了循環(huán)水 冷卻塔和風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)參數(shù)，介紹了故障情況，對(duì)產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行了分析，著中介紹了故障處理過(guò)程，并提出了建議?！娟P(guān)鍵詞】冷卻塔風(fēng)機(jī)故障分析處理過(guò)程一、前言河南安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)公司制氧廠1#23500機(jī)組循環(huán)水冷卻塔采用兩臺(tái) GFNL-1750 X 2組合，系逆流式機(jī)力抽風(fēng)冷卻塔，塔體為鋼筋骨架玻璃鋼結(jié)構(gòu)。塔頂配備2臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、減速器、輪轂、葉片、塔外油標(biāo)等部件組成。其中減速器為二 級(jí)齒輪傳動(dòng)，減速器安裝底座為鋼架結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)輪轂材質(zhì)為碳鋼結(jié)構(gòu)，葉片為采用鋁合金材質(zhì)的薄板型結(jié)構(gòu)，通過(guò)帶有法蘭的碳鋼管用螺栓與輪轂聯(lián)接在一起，

2、輪轂和減速器之間采用錐軸聯(lián)接，安裝、拆卸方便，葉輪由6片角度可調(diào)的葉片組成，可以適應(yīng)不同的風(fēng)量要求；聯(lián)軸器采用雙排鏈鏈條聯(lián)軸器，鏈條外面裝有鋁合金外罩，內(nèi)部裝潤(rùn)滑脂，傳動(dòng)軸為單根軸傳動(dòng)，在傳動(dòng)軸兩端裝有萬(wàn)向軸承，允許兩軸有較大的安裝偏差，適用于高溫、高濕條件下，而且傳動(dòng)過(guò)程中振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少了對(duì)鋼結(jié)構(gòu)塔體穩(wěn)定性的影響。循環(huán)熱水從水泵輸送至配水系統(tǒng)，通過(guò)三濺式噴嘴，噴濺成小水滴后均勻分布在淋水填料上，小顆粒狀和霧狀的熱水在淋水填料中與進(jìn)入塔內(nèi)的冷空氣進(jìn)行逆向接觸，風(fēng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)減速器帶動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，在風(fēng)筒中產(chǎn)生空氣抽力， 使空氣從冷卻塔兩側(cè)的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)過(guò)淋水填料、配水系統(tǒng)、收

3、水器，從高的風(fēng)筒向高空排出，從而通過(guò)蒸發(fā)、傳導(dǎo)、輻射來(lái)散熱，達(dá)到 了降低水溫的效果。風(fēng)機(jī)作為該套機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)的主要冷卻設(shè)備，其運(yùn)行狀況的好壞，直接影響到該機(jī)組生產(chǎn)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。冷卻塔風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1冷卻塔風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)1風(fēng)筒2葉片3減速器底座4輪轂5減速器6、8鏈?zhǔn)铰?lián)軸器7傳動(dòng)軸9電動(dòng)機(jī)10.電動(dòng)機(jī)底座11 冷卻塔頂部1玻璃鋼冷卻塔設(shè)計(jì)參數(shù)型號(hào)：GFNL-1750 X 2;冷卻水量： 1750m3/h ；進(jìn)塔水溫：42 C;出塔水溫：32 C;濕球溫度：28 C;干球溫度：31.5C;溫差：10C;大氣壓力： 1.0X105 Pa;風(fēng)量： 1.35X 1 06m3/h ;葉輪直徑： F6

4、000mm;葉輪安裝角度：8152.風(fēng)機(jī)減速器電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)型號(hào)： BLJ-W6;功率： 75kW;輸出轉(zhuǎn)速： 165r/min ;速比： 6.8;重量： 600kg。3.電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)型號(hào)： Y315S-6;功率： 75kW;電壓： 380V;電流： 139.6A;轉(zhuǎn)速：989r/min。、故障情況2013年7月24日00:20分左右，水泵操作人員在值班室聽(tīng)到從冷卻塔處傳來(lái)兩聲巨響， 馬上到就地查看，發(fā)現(xiàn)控制柜上顯示2#風(fēng)機(jī)電流（50A ）比平時(shí)低（正常運(yùn)行時(shí)電流為 58A左右），懷疑2#風(fēng)機(jī)出了問(wèn)題，馬上到冷卻塔頂部檢查，發(fā)現(xiàn)2#風(fēng)機(jī)已經(jīng)停運(yùn)，但電動(dòng)機(jī)仍然在轉(zhuǎn)動(dòng)，操作人員立即到控制柜旁停運(yùn)

5、2#風(fēng)機(jī)，并通知配電室切斷電動(dòng)機(jī)電源。檢修人員趕到現(xiàn)場(chǎng)后對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的一個(gè)葉片從近根部斷裂，落在2#風(fēng)機(jī)北側(cè)25m外的地上，斷裂處的橫斷面薄厚不均勻，腐蝕程度不一樣，其它5個(gè)葉片不同程度的發(fā)生彎曲并嚴(yán)重變形，傳動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)及風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器鋁合金外罩碎裂，聯(lián)接聯(lián)軸器的鏈條斷裂脫落，減速器加油管從近減速器根部斷裂，減速器中的油全部流入大水池中，在風(fēng)筒四周布滿劃痕，部分地方被劃穿。如下圖2所示。圖2事故現(xiàn)場(chǎng)三、故障原因分析該風(fēng)機(jī)從2004年投產(chǎn)運(yùn)行到現(xiàn)在，已經(jīng)將近 9年時(shí)間，在運(yùn)行過(guò)程中每隔半年左右， 就要停機(jī)檢查聯(lián)軸器的潤(rùn)滑及鏈條的磨損情況，視磨損情況更換鏈條及潤(rùn)滑脂，半年前曾停機(jī)

6、檢查過(guò)該風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況， 雖然有腐蝕，但各重要部件均運(yùn)行良好， 而且最近點(diǎn)檢也未發(fā)現(xiàn) 異常振動(dòng)和噪音，轉(zhuǎn)動(dòng)比較平穩(wěn)。由于碳鋼在潮濕的環(huán)境中腐蝕比較快，而且循環(huán)水中加有處理劑，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中， 處理劑隨水汽被帶到葉片的聯(lián)接管上，加劇了聯(lián)接管的腐蝕速度。通過(guò)觀察故障葉片連接管的橫斷面發(fā)現(xiàn)，腐蝕程度不均勻，薄的地方只有不到2mm，強(qiáng)度大大降低，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中葉片受到強(qiáng)大離心力作用，腐蝕較嚴(yán)重的位置承受不住離心力的作用而首先被撕裂， 隨著風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，裂口逐漸擴(kuò)大，造成葉片端部與風(fēng)筒接觸而產(chǎn) 生碰撞，在碰撞過(guò)程中加快了裂口的斷裂速度，葉片端部下墜，碰到傳動(dòng)軸，在巨大撞擊力 的作用下，再次飛起來(lái)打到其

7、他五個(gè)葉片上，使其他五個(gè)葉片產(chǎn)生不同程度變形，同時(shí)在離心力及慣性作用下飛出，此時(shí)風(fēng)機(jī)仍然在運(yùn)轉(zhuǎn)，在這種情況下，輪轂的平衡受到嚴(yán)重破壞， 減速器振動(dòng)急劇增大， 底座振動(dòng)加大，最終導(dǎo)致減速器聯(lián)軸器聯(lián)接鏈條損壞，傳動(dòng)軸與減速器脫開(kāi)，減速器停運(yùn)，而此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍然在運(yùn)轉(zhuǎn)，由于負(fù)荷減小導(dǎo)致電流下降。四、故障處理1. 第一次處理：整體更換風(fēng)機(jī)由于風(fēng)機(jī)減速器和電動(dòng)機(jī)上的聯(lián)軸節(jié)、鏈條、 輪轂、 葉片損壞比較嚴(yán)重，傳動(dòng)軸存在變 形的可能， 均需要更換， 減速器油管從根部斷裂， 如果修復(fù)需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，那樣將會(huì)對(duì) 生產(chǎn)造成更大的影響， 為了將影響降低到最小， 決定整體更換一臺(tái)備用風(fēng)機(jī)。 備用風(fēng)機(jī)外形 設(shè)計(jì)采用了目

8、前最先進(jìn)的翼形， 氣動(dòng)性能好。 葉片由高強(qiáng)度玻璃鋼模壓制而成， 具有強(qiáng)度高、 重量輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。于是一邊拆卸損壞的風(fēng)機(jī)，一邊按照安裝技術(shù)要求組裝好新風(fēng)機(jī)， 并按照風(fēng)機(jī)出廠時(shí)的記號(hào)調(diào)整好風(fēng)葉角度，傾斜角度在8左右。在將舊風(fēng)機(jī)吊下后，發(fā)現(xiàn)減速器底座銹蝕比較嚴(yán)重，兩塊墊鐵厚薄不均勻，已經(jīng)不能再用，又重新加工了兩塊墊鐵。 將墊鐵放到底座上檢查水平度， 發(fā)現(xiàn)底座東南側(cè)較低， 再次加工墊鐵找平， 將風(fēng)機(jī)整體吊到 底座上，然后找正電動(dòng)機(jī)和減速器，在全部安裝工作完成后加上潤(rùn)滑油開(kāi)車試車。試車情況 :啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速非常慢，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)還是原來(lái)的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速和減速器變速比（變速比為8.9）計(jì)算出

9、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為111r/min, 而設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為 165 r/min ，大概慢 1/3 ，而且運(yùn)行電流為 50A ，也比更換前正常運(yùn)行時(shí)小（更換前為 58A 左右 ），循環(huán)水出塔溫度為337C，高于停車前的31 C，而循環(huán)水設(shè)計(jì)的出塔溫度為32C，這樣的轉(zhuǎn)速的產(chǎn)生的風(fēng)量根本不能滿足生產(chǎn)的需要。經(jīng)過(guò)并查看風(fēng)機(jī)說(shuō)明書(shū)，得知該風(fēng)機(jī)應(yīng)配備四級(jí)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1 470r/min ，根據(jù)速比計(jì)算 ,正好符合減速器設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速165 r/min ，現(xiàn)在使用的電動(dòng)機(jī)是六級(jí)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 989 r/min 。針對(duì)這種情況分析有三種處理方法可能能夠解決問(wèn)題： 一種是更換電動(dòng)機(jī)， 另一種是更 換減速器， 第三

10、種是調(diào)整葉片的角度， 加大傾斜角， 以達(dá)到增大風(fēng)量的目地。 根據(jù)實(shí)際情況， 如果更換電動(dòng)機(jī)， 電動(dòng)機(jī)底座部分需要重新加工， 需要時(shí)間較長(zhǎng)， 更換減速器最能徹底解決 問(wèn)題， 但是相當(dāng)于一次重新安裝，需要時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，而調(diào)整葉片角度比較方便，而且用時(shí)較 短，不會(huì)給生產(chǎn)造成太大的影響，決定調(diào)整葉片角度。2. 第二次處理：調(diào)整風(fēng)葉角度將風(fēng)機(jī)停下來(lái)，把葉片傾斜角度調(diào)整到15C，在將葉片角度調(diào)整完成后再次啟動(dòng)試車，啟動(dòng)后風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流為61A，風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)底座垂直振動(dòng)2.3mm/s,電動(dòng)機(jī)水平2.4 mm/s，垂直1.7 mm/s，運(yùn)行穩(wěn)定后，循環(huán)水出塔溫度為33.0C ,依然沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的溫度。3. 第三次處

11、理：更換經(jīng)過(guò)修復(fù)的減速器為徹底解決問(wèn)題，決定更換一臺(tái)原來(lái)已經(jīng)修復(fù)好的舊減速器，又將新的風(fēng)機(jī)整體吊下來(lái),將輪轂連同風(fēng)葉一起拆卸下來(lái)，由于這臺(tái)減速器轉(zhuǎn)速較快，又將風(fēng)葉角度調(diào)整到12,裝到修復(fù)好的減速器上，再將風(fēng)機(jī)整體裝到風(fēng)機(jī)底座上，找正電動(dòng)機(jī)和減速器，回裝后啟動(dòng)試車，風(fēng)機(jī)運(yùn)行3h后，循環(huán)水出塔溫度為 31.5C，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能夠滿足生產(chǎn)需要，但此 時(shí)各個(gè)測(cè)振點(diǎn)的振動(dòng)值均比較高，再次進(jìn)行了處理。4第四次處理：處理振動(dòng)高問(wèn)題根據(jù)分析，引起振動(dòng)高的可能原因主要有以下幾個(gè)方面：1）風(fēng)機(jī)減速器與電動(dòng)機(jī)對(duì)中精度低、誤差大。2）風(fēng)機(jī)葉片安裝角度不一致。3）傳動(dòng)軸彎曲或不平衡。4）風(fēng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)地腳螺栓松動(dòng)。5）

12、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)剛性不足。6）風(fēng)機(jī)葉片上面有雜物或磨損不均勻。7）減速器軸承或齒輪磨損。根據(jù)可能的原因，逐一分析排查，并重點(diǎn)對(duì)減速器與電動(dòng)機(jī)對(duì)中情況進(jìn)行檢查，經(jīng)過(guò)處理后再次啟動(dòng)，各項(xiàng)振動(dòng)值均降了下來(lái)。每次處理后各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)如下表所示。基礎(chǔ)垂育 撮動(dòng)/風(fēng)機(jī)永平 振動(dòng) （hue s）鳳機(jī)垂直 撮動(dòng)/ （ipm, 5）軸向摭動(dòng) （hues）館環(huán)水出塔溫度運(yùn)行電謊 /A廠C故障前二；2 931.0創(chuàng)第一次處理2.12. 31. 62 I33. 750第二次處理2.32. 4L 72 63361莫三擾處逞13.27.99.4L23L53.23, 833.93L 356故障處理前后各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)表五、結(jié)語(yǔ)通過(guò)這次故障處理，采取相應(yīng)預(yù)防措施，減少故障發(fā)生。1）加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢，及時(shí)掌握風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，合理安排維護(hù)周期;2）備件更換時(shí)