王運(yùn)儉， 黎新民

安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠（455004）

焦?fàn)t煤氣風(fēng)機(jī)是焦化廠乃至整個(gè)鋼鐵企業(yè)的心臟設(shè)備,風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況影響企業(yè)生產(chǎn)大局,是生產(chǎn)設(shè)備管理工作的重中之重。我廠煤氣風(fēng)機(jī)是90年代的國內(nèi)產(chǎn)品，基本配置技術(shù)落后，沒有在線運(yùn)行自動(dòng)檢測(cè)裝置。發(fā)現(xiàn)和判斷運(yùn)行故障要靠專業(yè)技術(shù)人員加強(qiáng)日常維護(hù)檢查和精密監(jiān)測(cè)，積累溫度、聲音、振動(dòng)值變化數(shù)據(jù)；掌握劣化發(fā)展趨勢(shì);及時(shí)分析判斷運(yùn)行異常產(chǎn)生的原因，采取適當(dāng)處理措施。風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的廠規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是:風(fēng)機(jī)各軸瓦的各向振動(dòng)雙振幅不得大于0.02mm、電機(jī)各軸承的各向振動(dòng)雙振幅不得大于0.06mm。

我廠焦?fàn)t煤氣風(fēng)機(jī)擔(dān)負(fù)六座4.3m、42孔焦?fàn)t煤氣的輸送工作，型號(hào)為D1200-5-2，一用一備；配用電機(jī)為JS-4，1 250 kW。曾應(yīng)用三元流理論對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行了改造，使風(fēng)機(jī)流量從7萬m3/h擴(kuò)大到9萬m3/h，開創(chuàng)了焦化廠煤氣風(fēng)機(jī)擴(kuò)容改造的先河。通過加強(qiáng)操作維護(hù)管理、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和檢修質(zhì)量控制,多年來正常運(yùn)行狀態(tài)下風(fēng)機(jī)各軸瓦的各向振動(dòng)雙振幅一般不大于0.01mm、電機(jī)各軸承的各向振動(dòng)雙振幅一般不大于0.05mm。曾連續(xù)30個(gè)月安全運(yùn)行沒有解體檢修。

由于煤氣風(fēng)機(jī)是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，出現(xiàn)運(yùn)行故障是難免的。我廠風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的幾次故障比較典型，事先分析判斷的難度較大，本文就其現(xiàn)象、原因分析及采取的對(duì)策加以敘述，供同行分析判斷故障時(shí)參考。

1 風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)冒煙、冒火花

故障現(xiàn)象:原一回收系統(tǒng)使用的煤氣風(fēng)機(jī)電機(jī)不防爆,沒有液力耦合器和軟啟動(dòng)裝置。一段時(shí)間內(nèi)機(jī)后管道系統(tǒng)阻力最大時(shí)能到25～27 kPa。風(fēng)機(jī)倒換運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)電機(jī)電流很大，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12 s且有藍(lán)煙和火星出現(xiàn)。一般情況下籠形電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電機(jī)中的灰塵隨著溫度升高發(fā)散如煙是正常現(xiàn)象。但是,每次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)電機(jī)都冒出藍(lán)色的煙和火星，確實(shí)是一種極不正常的現(xiàn)象。在有嚴(yán)格防爆要求的場(chǎng)合出現(xiàn)這種情況確實(shí)令人擔(dān)心。

原因分析:該電機(jī)正常運(yùn)行沒有異常，當(dāng)時(shí)分析認(rèn)為是電機(jī)定子繞組長(zhǎng)期使用絕緣老化。更換了備用電機(jī)以后，我們對(duì)原電機(jī)的定子線圈和轉(zhuǎn)子籠條進(jìn)行了徹底檢查,發(fā)現(xiàn)定子繞組沒有問題而轉(zhuǎn)子問題較大,轉(zhuǎn)子籠條在與端環(huán)的連接多處出現(xiàn)裂紋、嚴(yán)重的幾處幾乎全部斷開。事后分析:該電機(jī)籠條的材質(zhì)缺陷和焊接質(zhì)量缺陷是故障發(fā)生的內(nèi)在原因。風(fēng)機(jī)倒運(yùn)啟動(dòng)時(shí)必須克服運(yùn)行系統(tǒng)的強(qiáng)大阻力，啟動(dòng)電流大、時(shí)間長(zhǎng)，超常的感應(yīng)電流通過籠條時(shí)不能形成暢通的閉合回路，產(chǎn)生大量的熱，使各部絕緣層受損冒煙。籠條斷口處熱量最大，銅條斷面受熱放出火花。

處理措施:更換了全部籠條后打火冒煙現(xiàn)象減輕，再?zèng)]有發(fā)生過火花外泄的現(xiàn)象但仍然有藍(lán)色煙霧出現(xiàn)。

結(jié)論:電機(jī)老化，難以承受風(fēng)機(jī)能力擴(kuò)大后轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加和風(fēng)機(jī)流量增大導(dǎo)致的負(fù)荷增大以及機(jī)后阻力的增加等多重因素的疊加;或與風(fēng)機(jī)能力擴(kuò)大后電機(jī)的容量相對(duì)偏小也有關(guān)系。

2 風(fēng)機(jī)軸承巴氏合金層局部碎裂脫落

故障現(xiàn)象:滑動(dòng)軸承巴氏合金層局部點(diǎn)蝕、脫落本來應(yīng)是這種軸承的常見故障,其表現(xiàn)往往是發(fā)現(xiàn)軸承振動(dòng)值逐步加大，溫度逐漸升高。我廠出現(xiàn)的風(fēng)機(jī)滑動(dòng)軸承巴氏合金層局部碎裂脫落現(xiàn)象比較特殊，事先沒有任何征兆。兩處軸承的各向振動(dòng)值都不大于0.01mm,溫度都不大于60℃ ，常規(guī)認(rèn)為仍然處于良好運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)時(shí)停機(jī)檢修的原因是連續(xù)運(yùn)行了30個(gè)月沒有解體而實(shí)施的計(jì)劃內(nèi)大修。解體發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象非常異常:風(fēng)機(jī)的兩個(gè)軸承和增速器的三個(gè)軸承都出現(xiàn)了巴氏合金層局部碎裂脫落現(xiàn)象。脫落的合金碎塊有的還在原處，有的已經(jīng)在運(yùn)行中隨油帶走并存有粘附在轉(zhuǎn)子軸表面上的痕跡，最大的脫落面積接近1 cm2，以推力軸承的損壞為最嚴(yán)重。

分析認(rèn)為:澆筑、刮研、安裝都保持高質(zhì)量的滑動(dòng)軸承，由于各部間隙適當(dāng)并一直處于高速運(yùn)行狀態(tài),局部碎裂的合金不會(huì)成塊脫落,只會(huì)像金屬出現(xiàn)點(diǎn)蝕一樣慢慢脫落進(jìn)入軸與瓦之間的間隙，由于巴氏合金的硬度低，很快會(huì)被碾碎成粉狀隨潤(rùn)滑油流出；另外，由于持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)展緩慢、碎裂脫落的面積小，沒有影響到支撐強(qiáng)度，所以沒有顯示出振動(dòng)加劇和溫度異常升高，對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行沒有造成致命威脅。

采取更換軸承措施后運(yùn)行正常。

結(jié)論:盲目追求風(fēng)機(jī)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行是不科學(xué)的,應(yīng)該適度，不宜超過18～24個(gè)月。進(jìn)行潤(rùn)滑油的鐵譜分析也非常重要，應(yīng)該隨油進(jìn)行化驗(yàn)分析。

3 風(fēng)機(jī)瞬時(shí)聲音異常、振動(dòng)加劇

故障現(xiàn)象:操作人員在日常檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中突然出現(xiàn)聲音沉悶、振動(dòng)加劇現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間1 s左右自行消失。繼續(xù)運(yùn)行各項(xiàng)振動(dòng)指標(biāo)依然良好。最初發(fā)現(xiàn)時(shí)，我們分析認(rèn)為是機(jī)后系統(tǒng)突然發(fā)生異變或機(jī)前管道中的集結(jié)物質(zhì)吸入風(fēng)機(jī)，屬偶然現(xiàn)象。后來的20天內(nèi)又發(fā)生了四次，每次都是突然發(fā)生并隨即消失。故障發(fā)生的時(shí)間和工藝設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)變化、電機(jī)電流、電壓變化沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系，只是發(fā)生時(shí)間間隔有縮短的趨勢(shì)。由于故障出現(xiàn)的突然性和無規(guī)律性，專業(yè)技術(shù)人員很難親自體會(huì)故障出現(xiàn)時(shí)的具體情況，只能聽取操作人員的匯報(bào)。

原因分析:從生產(chǎn)工藝系統(tǒng)方面考慮沒有發(fā)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的變化；運(yùn)行參數(shù)的正常波動(dòng)不會(huì)引起風(fēng)機(jī)的劇烈振動(dòng)；從設(shè)備管理方面考慮風(fēng)機(jī)在故障發(fā)生前后均可正常運(yùn)行。按機(jī)械、電器故障不經(jīng)處理不會(huì)自行消失的理論分析，設(shè)備本身不應(yīng)存在威脅風(fēng)機(jī)運(yùn)行重大缺陷。出現(xiàn)這樣的瞬時(shí)異常現(xiàn)象只能是風(fēng)機(jī)承受不正常負(fù)荷的結(jié)果，一時(shí)難以作出結(jié)論。

處理措施:由于尋找工藝設(shè)備缺陷沒有對(duì)風(fēng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行解體檢查，易于施行。隨之對(duì)風(fēng)機(jī)和電機(jī)同時(shí)解體檢查，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)明顯的設(shè)備缺陷。但是發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的二級(jí)葉輪風(fēng)室排液管處于堵塞狀態(tài),我們對(duì)該排液系統(tǒng)自上而下進(jìn)行了認(rèn)真清理。繼續(xù)運(yùn)行該風(fēng)機(jī)，結(jié)果連續(xù)運(yùn)行3個(gè)月沒有再發(fā)生原故障現(xiàn)象。

結(jié)論:這種異常故障的原因是二級(jí)排液管不暢通，積累液體到一定程度被高速運(yùn)行的葉輪甩出,負(fù)荷加大引起的瞬時(shí)喘振。

4 在用和備用電機(jī)集中表現(xiàn)軸承振動(dòng)超標(biāo)

我們的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)一直使用日本進(jìn)口滾動(dòng)軸承,無錫一家公司生產(chǎn)的白色特種潤(rùn)滑脂做為潤(rùn)滑劑,雖然價(jià)格較高但運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，平時(shí)因電機(jī)軸承振動(dòng)超過控制標(biāo)準(zhǔn)而停機(jī)檢修的周期一般是12個(gè)月到18個(gè)月,經(jīng)常處于比較好的運(yùn)行管理狀態(tài)。由于新的煤氣凈化工程投產(chǎn)，我們把一部分煤氣從老區(qū)切換到新區(qū)。老區(qū)風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力從經(jīng)常性的22～26 kPa下降到14～18 kPa,從理論上講有利于老區(qū)煤氣風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)時(shí)的振動(dòng)情況如表1、表2所示.

表1 倒煤氣前測(cè)振記錄

表2 倒煤氣后測(cè)振記錄

從表中數(shù)據(jù)可以看出在倒煤氣前后風(fēng)機(jī)和電機(jī)的運(yùn)行情況都很好，并且體現(xiàn)出由于機(jī)后壓力變小，各項(xiàng)振動(dòng)數(shù)據(jù)降低了。

通過翻閱檢修記錄，電機(jī)和風(fēng)機(jī)的找正數(shù)據(jù)很好。

故障現(xiàn)象:切換煤氣后第三天，正在運(yùn)行的2#風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)荷端軸承的徑向水平方向的振動(dòng)值突然加大到0.06～0.07 mm，超過運(yùn)行警戒線。

分析和試驗(yàn):從工藝設(shè)備的變化中尋找問題顯然是不合理的。我們倒用1#風(fēng)機(jī),空試電機(jī)振動(dòng)情況是到0.01～0.027 mm，情況良好，可以使用。但1#風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行正常后實(shí)際振動(dòng)情況卻出人意料,在風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)仍然保持良好狀態(tài)情況下1#電機(jī)實(shí)際振動(dòng)情況是0.036～0.065mm，超標(biāo)。只能暫時(shí)維持使用，由于在用風(fēng)機(jī)和備用風(fēng)機(jī)的狀況都很差，在管理者的心目中造成了巨大恐慌,必須立即采取緊急措施消除故障。出于徹底解決問題的考慮，決定使用備用的3#電機(jī)重新運(yùn)行2#風(fēng)機(jī);3#電機(jī)空轉(zhuǎn)情況是0.008～0.015mm，帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的振動(dòng)情況是0.043～0.055mm,可以保證生產(chǎn)運(yùn)行。但3#電機(jī)狀況仍然不好。

2#風(fēng)機(jī)停運(yùn)之后對(duì)電機(jī)進(jìn)行了空轉(zhuǎn)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)該電機(jī)空運(yùn)徑向振動(dòng)值均不到0.02mm,但軸向振動(dòng)超過0.05mm。

通過十多天的反復(fù)試驗(yàn),雖然沒有真正解決問題但通過對(duì)上述多次運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,初步得出以下結(jié)論:1#、2#風(fēng)機(jī)本身的運(yùn)行振動(dòng)情況一直保持穩(wěn)定,沒有隨電機(jī)的更換發(fā)生變化，說明風(fēng)機(jī)軸承的自身狀況和找正情況都沒有問題。如果因工藝系統(tǒng)的問題引起振動(dòng)必然首先在風(fēng)機(jī)軸承上反映出來，不會(huì)直接在電機(jī)軸承上顯示。所以因工藝設(shè)備引起振動(dòng)的可能性應(yīng)該不存在。

而使用的電動(dòng)機(jī)投產(chǎn)于90年代，每臺(tái)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間都已達(dá)到十幾年，使用期間進(jìn)行過多次解體大修，拆卸端蓋和軸承，還發(fā)生過多次啟動(dòng)冒煙、打火現(xiàn)象，更換過轉(zhuǎn)子籠條。所以三臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)出現(xiàn)問題看上去非常偶然，似乎應(yīng)該是工藝系統(tǒng)的問題，其實(shí)是電動(dòng)機(jī)老化的集中體現(xiàn)。

我們對(duì)電機(jī)進(jìn)行了解體認(rèn)真檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：電機(jī)的軸承座（俗稱小蓋）配合（軸承）孔直徑超差，由設(shè)計(jì)值0.00～0.03mm擴(kuò)大到0.05～0.07mm。究其原因應(yīng)該是原始制造公差偏大,新電機(jī)開始使用時(shí)軸承配合部位即處于過渡配合中的間隙配合狀態(tài),長(zhǎng)期使用過程中的微量跳動(dòng)會(huì)加劇磨損和塑性形變,導(dǎo)致原有間隙繼續(xù)擴(kuò)大，長(zhǎng)期積累造成嚴(yán)重超差；在負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)期振動(dòng)系相對(duì)穩(wěn)定，在負(fù)荷加大時(shí)集中爆發(fā)，呈現(xiàn)故障狀態(tài)。

措施:全部更換了電機(jī)軸承座。

結(jié)論:實(shí)現(xiàn)了全部電機(jī)均能正常使用，證實(shí)了上述分析的正確性。

5 結(jié)語

設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的基礎(chǔ)，設(shè)備從新到舊，故障從少到多,運(yùn)行從正常到不正常等均有其自身的內(nèi)在規(guī)律。管理者不能指望設(shè)備不出故障，而是應(yīng)通過設(shè)備故障分析、判斷決策和處理措施上遵循科學(xué)規(guī)律,客觀現(xiàn)實(shí)的分析正常運(yùn)行和故障頻發(fā)的內(nèi)在原因,像對(duì)待人的態(tài)度一樣對(duì)待設(shè)備。