粘素環(huán)，王云

（風(fēng)力嘉風(fēng)機(jī)（上海）有限公司，上海201401）

全密封風(fēng)機(jī)調(diào)試過(guò)程中的問(wèn)題啟示

粘素環(huán)，王云

（風(fēng)力嘉風(fēng)機(jī)（上海）有限公司，上海201401）

揭示了應(yīng)用于某鋼鐵公司連退線(xiàn)的全密封冷卻風(fēng)機(jī)在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的軸向振動(dòng)大的問(wèn)題。經(jīng)多次調(diào)試后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的軸向振動(dòng)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(jì)工況不同及進(jìn)風(fēng)口處的偏心引起的。

全密封風(fēng)機(jī)；軸向振動(dòng)；不同工況

應(yīng)用于連退線(xiàn)的冷卻風(fēng)機(jī)，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?xì)怏w，是煉鋼用的標(biāo)準(zhǔn)還原保護(hù)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(jī)）必需全部密封，不允許氧氣滲露進(jìn)入設(shè)備破壞設(shè)備的還原氛圍。由于冷卻密封風(fēng)機(jī)的特殊性，在安裝調(diào)試過(guò)程中要特別注意安裝質(zhì)量，否則會(huì)影響到風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。本文揭示了應(yīng)用于某鋼鐵公司的冷卻密封風(fēng)機(jī)在安裝過(guò)程中存在的問(wèn)題以及由此產(chǎn)生的影響。

1　風(fēng)機(jī)應(yīng)用介紹

我司為某鋼鐵公司設(shè)計(jì)、制造了18臺(tái)冷卻密封風(fēng)機(jī)（離心風(fēng)機(jī)），這18臺(tái)冷卻密封風(fēng)機(jī)分布在4個(gè)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(jī)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，聯(lián)軸器連接；終冷段風(fēng)機(jī)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，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(jī)

圖2　終冷段風(fēng)機(jī)

18臺(tái)風(fēng)機(jī)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(jī)、設(shè)備、管道必須全密封，不能有空氣（氧氣）滲露進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，因此18臺(tái)風(fēng)機(jī)均按全密封風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)（100%gas-tight）。風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)口采用不銹鋼波紋管，波紋管的一端法蘭與風(fēng)機(jī)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(jī)匹配變頻電機(jī)，實(shí)現(xiàn)變頻控制。

2　風(fēng)機(jī)在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

在風(fēng)機(jī)調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)預(yù)熱段、緩冷段、快冷段的風(fēng)機(jī)振動(dòng)滿(mǎn)足客戶(hù)要求速度≤4.6 mm/s［1］，但是終冷段的8臺(tái)風(fēng)機(jī)中有4臺(tái)風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度＞4.6 mm/s，不滿(mǎn)足客戶(hù)要求。電機(jī)運(yùn)行在100%轉(zhuǎn)速時(shí)，終冷段1#風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度為2.3 mm/s，2#風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度為4.3 mm/s，3#風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度為4.1 mm/s，5#風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度為3.8 mm/s，滿(mǎn)足客戶(hù)要求；終冷段4#風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度為5.4 mm/s，6#風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度為6.8 mm/s，7#風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度為4.8 mm/s，8#風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)速度為7.8 mm/s，不滿(mǎn)足客戶(hù)要求。但是當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在80%轉(zhuǎn)速時(shí)，終冷段4#，6#，7#，8#風(fēng)機(jī)的軸向振動(dòng)速度≤4.6 mm/s，滿(mǎn)足客戶(hù)要求。終冷段風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)運(yùn)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(yùn)行溫度是20℃，介質(zhì)空氣，介質(zhì)密度1.205 kg/m3.

3　風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因分析

在分析查找風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)大的原因時(shí)，依次排除了電機(jī)、皮帶皮帶輪安裝及減振墊安裝的問(wèn)題［2-4］。從頻譜分析看，振動(dòng)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(jī)在80%轉(zhuǎn)速時(shí)，軸向振動(dòng)也應(yīng)該是超標(biāo)的，事實(shí)上80%轉(zhuǎn)速時(shí)風(fēng)機(jī)振動(dòng)沒(méi)有問(wèn)題。因此將分析的重點(diǎn)放在整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)上［1-2］。

工程師在客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)安裝存在這樣的問(wèn)題：風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口法蘭和進(jìn)口波紋管的法蘭焊接存在偏差，造成風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與波紋管偏心，如下圖3所示。軸向振動(dòng)大的4臺(tái)風(fēng)機(jī)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(dòng)良好的4臺(tái)風(fēng)機(jī)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(jī)進(jìn)風(fēng)口與波紋管偏心是造成風(fēng)機(jī)軸向振動(dòng)大的一個(gè)原因。

圖3　終冷段風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口法蘭連接問(wèn)題——偏心

另外，調(diào)試過(guò)程中介質(zhì)為空氣，溫度20℃，密度1.205 kg/m3，而設(shè)計(jì)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(jī)定律，密度與風(fēng)壓成正比，風(fēng)機(jī)內(nèi)介質(zhì)為空氣時(shí)的壓力比介質(zhì)為H2和N2混合氣體時(shí)的壓力要大近20%.風(fēng)機(jī)壓力的增加使得風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與波紋管偏心對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)造成的不良影響加重。

4　解決方法

根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題，建議客戶(hù)在設(shè)計(jì)狀態(tài)運(yùn)行風(fēng)機(jī)，檢查介質(zhì)改變，溫度升高，風(fēng)機(jī)壓力降低后，風(fēng)機(jī)的軸向振動(dòng)能否改善。如果風(fēng)機(jī)振動(dòng)情況在設(shè)計(jì)狀態(tài)得到改善，滿(mǎn)足客戶(hù)要求，說(shuō)明風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與波紋管之間的偏心問(wèn)題不影響風(fēng)機(jī)使用；如果風(fēng)機(jī)振動(dòng)情況得不到改善，就需要更改風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口法蘭和進(jìn)口波紋管法蘭的焊接，減小風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與波紋管的偏心，使偏心值下降到1 cm以?xún)?nèi)，消除風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與波紋管偏心對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)造成的不良影響。

經(jīng)過(guò)客戶(hù)和安裝工程師的共同努力，風(fēng)機(jī)振動(dòng)情況得到很大改善，設(shè)計(jì)狀態(tài)的振動(dòng)值≤4.6 mm/s，滿(mǎn)足客戶(hù)要求，問(wèn)題得到圓滿(mǎn)的解決。

5　結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)工程師與客戶(hù)的共同努力，確定了風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因并圓滿(mǎn)解決了這個(gè)問(wèn)題。鑒于這個(gè)問(wèn)題，有如下建議：

（1）對(duì)于有全密封（100%gas-tight）要求的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)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(shí)一定要格外注意風(fēng)機(jī)與管道的連接，杜絕偏心問(wèn)題的出現(xiàn)；

（2）對(duì)于設(shè)計(jì)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(jī)調(diào)試問(wèn)題，應(yīng)充分考慮介質(zhì)差異帶來(lái)的影響。

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

［2］商景泰.通風(fēng)機(jī)實(shí)用技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［3］樂(lè)庚熙.風(fēng)機(jī)技術(shù)知識(shí)問(wèn)答［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［4］中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)設(shè)備與維修工程分會(huì).風(fēng)機(jī)及系統(tǒng)運(yùn)行與維修問(wèn)答［M］.北京：機(jī)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(dòng)力工程。