魏英豪  任永輝  侯長波  王俊光  李楊  李泉

(北京首鋼股份有限公司）

摘  要  列舉了高爐風(fēng)機(jī)軸位移類故障的特點(diǎn)和表現(xiàn)形式，介紹了北京首鋼股份有限公司高爐風(fēng)機(jī)的一次軸位移故障，分析了故障的形成原因，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施后，風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行，各項(xiàng)參數(shù)正常。

關(guān)鍵詞  高爐鼓風(fēng)機(jī)  軸位移  氣封

大型高爐風(fēng)機(jī)是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)煉鐵工藝的核心設(shè)備之一，不僅提供高爐冶煉所需的壓縮風(fēng)，而且提供克服高爐料柱阻力所需的氣體動(dòng)力，并使高爐保持所需的爐頂壓力。北京首鋼股份有限公司遷安鋼鐵公司（簡稱遷鋼公司）現(xiàn)有4臺(tái)AV100型軸流式高爐鼓風(fēng)機(jī)及配套設(shè)備，以三用一備的形式分別為公司3座高爐供風(fēng)。本文介紹了遷鋼公司4號風(fēng)機(jī)的一次軸位移故障，分析了該類故障的形成原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1  問題的提出

2017年1月13日處理3號風(fēng)機(jī)電機(jī)定子溫度問題時(shí)，與4號風(fēng)機(jī)倒機(jī)，4號風(fēng)機(jī)9:46開機(jī)后，軸位移持續(xù)上升，最高達(dá)0.62mm(0.55mm報(bào)警，0.8mm停機(jī)）,之后倒回3號風(fēng)機(jī)停機(jī)，軸位移隨著停機(jī)下降。2017年1月13日4號風(fēng)機(jī)軸位移曲線如圖1所示。

1月17日處理4號風(fēng)機(jī)3號瓦漏油問題，檢查軸位移傳感器正常。實(shí)測推力間隙為0.79mm(上次安裝值為0.64mm),超過標(biāo)準(zhǔn)0.65~0.75mm,在副推增加0.1mm厚墊片后，推力間隙調(diào)整為0.71mm,同時(shí)檢查主副推力瓦，瓦面正常，無明顯磨損，回裝后備用。

1月18日13:30開4號風(fēng)機(jī)試車，3號瓦漏油問題解決，15:21停4號風(fēng)機(jī)，其軸位移和推力溫度隨之下降。2017年1月18日4號風(fēng)機(jī)試車期間相關(guān)參數(shù)見表1,軸位移曲線如圖2所示。

2  問題分析

風(fēng)機(jī)軸位移過大的主要原因是轉(zhuǎn)子軸向力增大，同時(shí)也不排除止推軸承發(fā)生磨損。轉(zhuǎn)子軸向力的產(chǎn)生原因是葉輪兩側(cè)存在著壓差。轉(zhuǎn)子軸位移明顯異常增大時(shí)，首先應(yīng)排除是否為儀表故障而形成的假象，如果確認(rèn)儀表無問題，則應(yīng)引起高度重視。對新機(jī)組或系統(tǒng)重新開車、運(yùn)行參數(shù)發(fā)生較大變化時(shí)，更要特別注意。轉(zhuǎn)子一旦與定子產(chǎn)生軸向碰撞，對設(shè)備造成的損壞程度往往是災(zāi)難性的。能夠引起軸位移增大的因素如下：

1)監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，傳感器測量存在偏差。

2)負(fù)荷增大，位移增大。

3)推力溫度升高，推力瓦鈞金軟化。

4)電機(jī)磁力線偏移，或電機(jī)移位。

5)溫度引起的軸系變化，如轉(zhuǎn)子或機(jī)體熱脹冷縮，引起空氣在風(fēng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)發(fā)生微小變化，造成軸向作用力變化。

6)氣封或平衡管漏氣，導(dǎo)致平衡力不足。

對以上問題進(jìn)行逐項(xiàng)排查，首先為防止傳感器故障，1月19日排除性更換軸位移傳感器后，啟動(dòng)4號風(fēng)機(jī)，逐漸增加靜葉角度、升高風(fēng)壓，15:40靜葉角度增加至42°(冬季正常工作角度）,風(fēng)壓升至0.338MPa,軸位移達(dá)0.47mm;16:15靜葉角度增加至48°(高爐最大工況）,風(fēng)壓升至0.399MPa,軸位移達(dá)0.52mm;保持靜葉角度和風(fēng)壓運(yùn)行，17:31軸位移達(dá)到0.63mm,軸位移上升逐漸緩慢。在此過程中，主推溫度隨軸位移增大而升高，最高達(dá)63.7℃。從運(yùn)行數(shù)據(jù)可排除傳感器測量不準(zhǔn)的因素。

軸位移會(huì)隨著風(fēng)機(jī)靜葉角度增加而增大，是正常調(diào)節(jié)。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)推力溫度正常，推力瓦面檢查（刪除）正常，可排除推力瓦釣金軟化的因素。另外，電機(jī)近期未做任何調(diào)整，磁力中心不會(huì)改變。

4號風(fēng)機(jī)于2017年1月13日9:46開機(jī)后，軸位移值一直呈現(xiàn)上升趨勢，采用S8000型在線監(jiān)測系統(tǒng)于10:00和12:00分別采集了風(fēng)機(jī)排氣側(cè)X向和Y向軸振動(dòng)的波形圖和頻譜圖，結(jié)果分別如圖3~6所示。

由圖3~6可見，在軸位移升高的時(shí)間段內(nèi)，4號風(fēng)機(jī)排氣側(cè)的X向和Y向軸振動(dòng)波形圖的峰值均在正常區(qū)間內(nèi)，且未出現(xiàn)明顯波動(dòng)。另外，對吸風(fēng)和濾風(fēng)等輔助裝置進(jìn)行了全面檢查，并未發(fā)現(xiàn)異常。綜合來看，可以排除風(fēng)機(jī)軸系發(fā)生明顯變化的可能性。

綜合上述分析，可初步判定4號風(fēng)機(jī)軸位移異常的主要原因?yàn)闅夥饣蚱胶夤苈鈱?dǎo)致的平衡力不足。對機(jī)組氣封和平衡管進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)氣封上有明顯磨損和折斷的痕跡，故障特征較為明顯。

3  改進(jìn)措施及效果

2017年2月中旬對4號風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修，處理氣封漏氣問題，低壓側(cè)氣封重新鑲，進(jìn)氣側(cè)平衡封南北雙側(cè)，氣封間隙平均為1.17mm,檢修后恢復(fù)至0.4mm,試車后軸位移由0.15mm緩慢升高，穩(wěn)定在0.52mm左右，但仍偏高(0.55mm報(bào)警，0.8mm停機(jī)）。5月結(jié)合高爐檢修，對4號風(fēng)機(jī)進(jìn)行重新鑲氣封，做動(dòng)平衡，檢修回裝后試機(jī)正常，當(dāng)靜葉角度為55.5°時(shí)進(jìn)氣側(cè)X向軸振動(dòng)波形圖的峰值為27.4pm,軸位移為0.40mm,各項(xiàng)參數(shù)正常。

4  結(jié)語

軸位移異常是高爐風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中聯(lián)鎖停機(jī)的重要因素，相對于其他故障類型，軸位移類故障并不常見。同時(shí)，發(fā)生軸位移故障時(shí)應(yīng)引起高度重視，其原因是多方面的，若不及時(shí)處理，則可能對機(jī)組造成嚴(yán)重的甚至有可能是災(zāi)難性的后果。本文以遷鋼公司高爐風(fēng)機(jī)的一次軸位移故障為例，詳細(xì)介紹了軸流式高爐風(fēng)機(jī)軸位移類故障的原因和相關(guān)的故障分析及處理，以期為廣大冶金同行提供參考。