粘素環(huán)，王云

（風(fēng)力嘉風(fēng)機（上海）有限公司，上海201401）

全密封風(fēng)機調(diào)試過程中的問題啟示

粘素環(huán)，王云

（風(fēng)力嘉風(fēng)機（上海）有限公司，上海201401）

揭示了應(yīng)用于某鋼鐵公司連退線的全密封冷卻風(fēng)機在調(diào)試過程中出現(xiàn)的軸向振動大的問題。經(jīng)多次調(diào)試后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機的軸向振動大并不是由于轉(zhuǎn)子不平衡引起的，而是由于調(diào)試工況與設(shè)計工況不同及進風(fēng)口處的偏心引起的。

全密封風(fēng)機；軸向振動；不同工況

應(yīng)用于連退線的冷卻風(fēng)機，其介質(zhì)為5%H2+95%N2的混合氣體，這種混合氣體是一種安全的不可燃氣體，是煉鋼用的標(biāo)準(zhǔn)還原保護氣。由于設(shè)備要求處在還原氛圍中，因此整套設(shè)備（包括冷卻風(fēng)機）必需全部密封，不允許氧氣滲露進入設(shè)備破壞設(shè)備的還原氛圍。由于冷卻密封風(fēng)機的特殊性，在安裝調(diào)試過程中要特別注意安裝質(zhì)量，否則會影響到風(fēng)機的正常運行。本文揭示了應(yīng)用于某鋼鐵公司的冷卻密封風(fēng)機在安裝過程中存在的問題以及由此產(chǎn)生的影響。

1　風(fēng)機應(yīng)用介紹

我司為某鋼鐵公司設(shè)計、制造了18臺冷卻密封風(fēng)機（離心風(fēng)機），這18臺冷卻密封風(fēng)機分布在4個工段，分別是預(yù)熱段、緩冷段、快冷段和終冷段。預(yù)熱段、緩冷段、快冷段的風(fēng)機為電機驅(qū)動，聯(lián)軸器連接；終冷段風(fēng)機為電機驅(qū)動，皮帶皮帶輪連接，如下圖1，2所示。

圖1　預(yù)熱段、緩冷段、快冷段風(fēng)機

圖2　終冷段風(fēng)機

18臺風(fēng)機的介質(zhì)均為5%H2+95%N2混合氣體，保證設(shè)備內(nèi)的還原氛圍。為保證設(shè)備內(nèi)是還原氛圍，風(fēng)機、設(shè)備、管道必須全密封，不能有空氣（氧氣）滲露進入設(shè)備內(nèi)部，因此18臺風(fēng)機均按全密封風(fēng)機設(shè)計（100%gas-tight）。風(fēng)機進出風(fēng)口采用不銹鋼波紋管，波紋管的一端法蘭與風(fēng)機法蘭焊接在一起，另一端法蘭與管道法蘭焊接在一起。預(yù)熱段、緩冷段、快冷段和終冷段風(fēng)機匹配變頻電機，實現(xiàn)變頻控制。

2　風(fēng)機在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題

在風(fēng)機調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)預(yù)熱段、緩冷段、快冷段的風(fēng)機振動滿足客戶要求速度≤4.6 mm/s［1］，但是終冷段的8臺風(fēng)機中有4臺風(fēng)機軸向振動速度＞4.6 mm/s，不滿足客戶要求。電機運行在100%轉(zhuǎn)速時，終冷段1#風(fēng)機軸向振動速度為2.3 mm/s，2#風(fēng)機軸向振動速度為4.3 mm/s，3#風(fēng)機軸向振動速度為4.1 mm/s，5#風(fēng)機軸向振動速度為3.8 mm/s，滿足客戶要求；終冷段4#風(fēng)機軸向振動速度為5.4 mm/s，6#風(fēng)機軸向振動速度為6.8 mm/s，7#風(fēng)機軸向振動速度為4.8 mm/s，8#風(fēng)機軸向振動速度為7.8 mm/s，不滿足客戶要求。但是當(dāng)電機運行在80%轉(zhuǎn)速時，終冷段4#，6#，7#，8#風(fēng)機的軸向振動速度≤4.6 mm/s，滿足客戶要求。終冷段風(fēng)機設(shè)計運行溫度是50℃，介質(zhì)是5%H2+95%N2混合氣體，介質(zhì)密度1.007 kg/m3；調(diào)試階段運行溫度是20℃，介質(zhì)空氣，介質(zhì)密度1.205 kg/m3.

3　風(fēng)機振動原因分析

在分析查找風(fēng)機軸向振動大的原因時，依次排除了電機、皮帶皮帶輪安裝及減振墊安裝的問題［2-4］。從頻譜分析看，振動大的原因應(yīng)該是轉(zhuǎn)子不平衡，但是如果是轉(zhuǎn)子不平衡引起的，那么風(fēng)機在80%轉(zhuǎn)速時，軸向振動也應(yīng)該是超標(biāo)的，事實上80%轉(zhuǎn)速時風(fēng)機振動沒有問題。因此將分析的重點放在整個風(fēng)機系統(tǒng)上［1-2］。

工程師在客戶現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)風(fēng)機安裝存在這樣的問題：風(fēng)機進風(fēng)口法蘭和進口波紋管的法蘭焊接存在偏差，造成風(fēng)機進風(fēng)口與波紋管偏心，如下圖3所示。軸向振動大的4臺風(fēng)機item8，item7，item6，item4的偏差值分別為6.5 cm，2.5 cm，3 cm，5 cm.而軸向振動良好的4臺風(fēng)機item1，item2，item3，item5的偏差值較小，分別為1 cm，0.5 cm，1 cm，0.5 cm.因此推斷：風(fēng)機進風(fēng)口與波紋管偏心是造成風(fēng)機軸向振動大的一個原因。

圖3　終冷段風(fēng)機進風(fēng)口法蘭連接問題——偏心

另外，調(diào)試過程中介質(zhì)為空氣，溫度20℃，密度1.205 kg/m3，而設(shè)計狀態(tài)的介質(zhì)是5%H2+95%N2混合氣體，密度1.007 kg/m3.按風(fēng)機定律，密度與風(fēng)壓成正比，風(fēng)機內(nèi)介質(zhì)為空氣時的壓力比介質(zhì)為H2和N2混合氣體時的壓力要大近20%.風(fēng)機壓力的增加使得風(fēng)機進風(fēng)口與波紋管偏心對風(fēng)機振動造成的不良影響加重。

4　解決方法

根據(jù)出現(xiàn)的問題，建議客戶在設(shè)計狀態(tài)運行風(fēng)機，檢查介質(zhì)改變，溫度升高，風(fēng)機壓力降低后，風(fēng)機的軸向振動能否改善。如果風(fēng)機振動情況在設(shè)計狀態(tài)得到改善，滿足客戶要求，說明風(fēng)機進風(fēng)口與波紋管之間的偏心問題不影響風(fēng)機使用；如果風(fēng)機振動情況得不到改善，就需要更改風(fēng)機進風(fēng)口法蘭和進口波紋管法蘭的焊接，減小風(fēng)機進風(fēng)口與波紋管的偏心，使偏心值下降到1 cm以內(nèi)，消除風(fēng)機進風(fēng)口與波紋管偏心對風(fēng)機振動造成的不良影響。

經(jīng)過客戶和安裝工程師的共同努力，風(fēng)機振動情況得到很大改善，設(shè)計狀態(tài)的振動值≤4.6 mm/s，滿足客戶要求，問題得到圓滿的解決。

5　結(jié)束語

經(jīng)過工程師與客戶的共同努力，確定了風(fēng)機振動的原因并圓滿解決了這個問題。鑒于這個問題，有如下建議：

（1）對于有全密封（100%gas-tight）要求的風(fēng)機，風(fēng)機進風(fēng)口與管道之間需焊接，由于不是螺栓連接，因此在安裝時一定要格外注意風(fēng)機與管道的連接，杜絕偏心問題的出現(xiàn)；

（2）對于設(shè)計狀態(tài)（介質(zhì)，溫度，密度）與調(diào)試狀態(tài)（介質(zhì)，溫度，密度）相差較大的風(fēng)機調(diào)試問題，應(yīng)充分考慮介質(zhì)差異帶來的影響。

［1］續(xù)魁昌，王洪強，蓋京方.風(fēng)機手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2010.

［2］商景泰.通風(fēng)機實用技術(shù)手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

［3］樂庚熙.風(fēng)機技術(shù)知識問答［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2012.

［4］中國機械工程學(xué)會設(shè)備與維修工程分會.風(fēng)機及系統(tǒng)運行與維修問答［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004.

Revelation of 100%Gas-tight Fan Commissioning

NIAN Su-huan，WANG Yun
（Ventmeca Fan Shanghai Co.，Ltd.，Shanghai 201401，China）

This paper disclosure fan problem of large axial vibration，and this fan is applied to continuous annealing of some iron and steel company.After commissioning，it confirmed that large axial vibration is not caused by rotor unbalance，difference between commissioning condition and design condition and eccentricity lead to large axial vibration.

100%Gas-tight fan；Axial vibration；Different conditions

TK124

B

1672-545X（2016）08-0191-02

2016-05-06

粘素環(huán)（1984-），女，河北武邑人，本科，研究方向：熱能與動力工程。