高炉鼓风机轴向的振动故障分析与处理

高炉鼓风机轴向的振动故障分析与处理

施光俊

云南德胜钢铁有限公司 云南 禄丰 651299

摘要：在国民经济快速发展背景下，我国的电力、能源、化工等行业得到了快速发展，并且相关机械设备也不断创新，高速旋转机械成为企业的重点。高炉鼓风机设备是高炉正常运行的基础，能为冶炼提供足够的空气。高炉冶炼具有连续性特点，需要鼓风机均匀地给予空气，并且要控制风压，才能保证冶炼的质量。如果高炉鼓风机出现故障，就会影响高炉冶炼的效果，甚至造成高炉冶炼中断或引发严重的炉内事故。为此文章将分析高炉鼓风机轴向的振动故障与处理措施，以保证高炉鼓风机正常工作。

关键词：高炉鼓风机；轴向；振动故障；分析；处理

前言

高炉鼓风机是高炉冶炼的关键设备，对冶炼成果及高炉安全稳定有直接的影响，因此被人们称为高炉的心脏。高炉鼓风机在正常运行中，如遇到振动数值超过一定标准，表示机械出现了故障，需要进行维修。这样会导致高炉被迫停工，整个生产线无法正常生产，给企业带来较大的经济损失。高炉鼓风机出现故障的原因比较多，尤其是机组轴承故障，需要对其进行深入研究，才能保证稳定运行。

一、高炉鼓风机概述

高炉鼓风机属于动力机械设备，能够将空气汇集在一起，通过机械旋转将其转化为具有一定压力和流量的高炉鼓风。在具体使用过程中，可以根据高炉炉内的实际需求，调整风量和风压等，以此为高炉冶炼提供足够的氧气，并使其能够保持一定的炉顶压力，进一步确保冶炼的效果。高炉鼓风机的类型比较多，但基本上都是由静止部分和转动部分组成，其中静止部分包括机壳、静叶片、进风管、轴承以及密封装置等，转动部分则是由转子、动叶片、推力盘等组成，两部分完美配合，才能使鼓风机正常工作^[1]。高炉鼓风机在运行过程中，必须长时间连续高效的稳定运行，一旦鼓风机运行操作出现问题，将会导致设备损伤，甚至会需要停止生产。

高炉鼓风机的组成比较复杂，导致其发生故障的类型呈现多样化，其中振动是典型的故障。高炉鼓风机诱发振动的因素较多，并且对鼓风机的正常工作有一定的影响，如果高炉鼓风机振动幅度过大，可能是由于螺丝松动、叶片疲劳裂纹、折断、安装不当、轴承间隙过大等原因有关，也可能是转子主轴弯曲、动平衡精度损坏等有关。当高炉鼓风机发生故障后，需要及时地对其进行检查，确定故障的原因，并做好维修工作，防止故障蔓延对其他零件造成损坏，避免出现较大的安全事故。因此，要合理利用故障监测系统，提高分析高炉鼓风机的振动故障的准确率，为保证高炉冶炼工作正常运行奠定基础。

二、高炉鼓风机轴向的振动故障分析与处理

（一）高炉鼓风机转子故障

1.1高炉鼓风机转子故障分析

在高炉鼓风机正常运行过程中，发现机械的振动幅度增加，表示设备安全存在隐患，为了保证工作人员的安全，需要停止高炉鼓风机运行，对其进行检测^[2]。利用故障检测系统中的数据分析得出，该设备的谐波能量主要集中在转子的一倍频率附近，并且设备的波形图中显示，设备原始域的波形与正弦波形相似，而对风机进气侧轴心轨迹中轴心轨迹图呈椭圆形。通过将信息进行整合，技术人员认为高炉鼓风机存在轴位移较大的可能，导致转子工作时进气侧质量分布不均匀，从而造成高炉鼓风机出现振动情况。

1.2高炉鼓风机转子故障处理

高炉鼓风机在正常工作中，由于鼓风机轴的位移比较大，导致机械出现了异常的振动现象，需要停机进行检修。由于转子在鼓风机中有重要的作用，如果安装的位置发生了偏差，就会导致动静部件碰磨，严重时会造成叶片折断等不同程度的损伤，严重的会使机械设备无法正常运行。在维修过程中，需要与机械生产商家进行联系，更换转子并进行平衡试验，保证转子质量符合安装要求，并进行了参数调试，很好地解决了高炉鼓风机振动故障。

（二）高炉鼓风机轴承箱故障

2.1高炉鼓风机轴承箱故障分析

高炉鼓风机转子轴向振动出现异常情况，经过对鼓风机进行检查发现，是因为风机在运转过程中，排气侧轴瓦轴承箱箱体支撑发生了弹性变形，箱体的刚度比预期要小，造成轴向振动的幅度加大，影响了鼓风机的正常运行，造成设备停机修检，给高炉冶炼生产带来了影响^[3]。转子的支撑系统主要是由基础台板、轴承座以及轴承等部件组合而成，这些零件的质量会直接影响高炉鼓风机的轴向振动幅度，所以需要对轴承箱箱体进行加固，才能解决鼓风机轴向振动较大的问题。

2.2高炉鼓风机轴承箱故障处理

在解决高炉鼓风机出现轴向振动故障时，要做好高炉鼓风机轴承箱加强装置，将装置安装在轴承箱内部，提高轴承箱的刚度，以此减小振动的频率。高炉鼓风机轴承箱刚度加强装置的安装，主要包括上平板、下平板和支撑板，其中上平板顶部的装置主要用于容纳轴承箱内侧顶部支撑，下平板一般是矩形板的结构，四个角安有支撑螺钉，需要将其与轴承箱的地板固定。这样将自制的装置安装在轴承箱内支撑，能够有效地提高轴承箱的刚度，保证高炉鼓风机的稳定性，推动高炉冶炼正常开展。

（三）高炉鼓风机轴系故障

3.1高炉鼓风机轴系故障分析

高炉鼓风机轴系主要包括风机转子、电机转子以及齿轮箱转子等。云南某钢铁公司高炉鼓风机为AV50-15轴流压缩机，是一种全静叶可调式的轴流压缩机。在实际运行中，轴流压缩机进气侧振动由20μm突然升高至60μm，排气侧振动由15μm升高至30μm，轴瓦温度无明显变化，振动升高后无下降趋势但基本稳定，为确保高炉稳定运行对机组采取观察运行，待高炉休风时做停机检修处理，由分厂组织技术人员分析振动升高原因，（1）气流脉动引起风机振动异常升高，风机进口流道挡板异常、异物堵塞等原因，导致系统压力增加，流量不足，引起流体脉动、失速甚至喘振。若风机内部送风流量出现扰动引起的振动升高，振动波形图应该是上下起伏波浪形的，此种情况可以基本排除。（2）由于轴流风机売体连接部位较多，在长期运行中易出现轴瓦紧力不足、连接松动，但该机组振动为瞬间升高，若是轴瓦紧力不足、连接松动，应该是循序渐进过程，所以该情况可以基本排除。（3）末级转子叶片或联轴器膜片断裂补偿不够，导致转子部分动不平衡轴系中心发生偏移，振动升高。根据机组振动升高过程及振动升高后基本稳定在某一值判断这种可能性最大。

　3.2高炉鼓风机轴系故障处理

当确定高炉鼓风机轴系系统故障为末级转子叶片或联轴器膜片断裂后，需要立刻停止运行，对设备进行维修。通过停机后对AV50-15轴流压缩机进行检查发现，风机端膜片联轴器膜片部分断裂脱落，导致机组动不平衡振动升高，需要将其进行整修，才能解决问题，使其正常运行。通过安排检修人员更换膜片联轴器后启运机组，通过开机调试，机组振动恢复至进气侧振动20μm左右，排气侧振动15μm左右。

（四）高炉鼓风机滑动轴承故障

4.1高炉鼓风机滑动轴承故障分析

高炉鼓风机在正常工作时，设备振动频率变快，因此对设备进行了停机处理，并且启用备用鼓风机，为高炉生产继续服务。为了快速找到鼓风机出现问题的原因，对现场进行了勘察，并通过开机试运行发现，风机转子中的两个滑动轴承振动幅度较大，其中最快的振动速度达到了4.8mm/s，振动较为猛烈，设备的稳定性降低^[4]。高炉鼓风机的转速比较快，温度上升的速度也较快，最高点的温度达到了115℃。为了确定故障的具体位置，对振动幅值进行了统计，综合相关数据推断故障原因是轴瓦出现破损或松动。

4.2高炉鼓风机滑动轴承故障处理

高炉鼓风机轴瓦出现破损，需要拆卸轴承座进行确定，发现测点处的轴瓦磨损严重，并且出现了巴氏合金脱落的情况。针对这一问题需要更换轴瓦，并调整轴间距，再开机试运行，保证运行数据在规定范围内，才能保证高炉鼓风机的正常使用。

结束语

综上所述，高炉鼓风机在运行过程中，发生轴向振动的因素比较多，需要根据现场的具体情况进行分析，并采取有效的处理方法，才能保证高炉鼓风机的稳定性，使其更好地为高炉生产奠定基础。

参考文献

[1]程学伟.高炉鼓风机的振动故障诊断分析[J].装备维修技术,2020(01):165.

[2]陈亚军,李泉.高炉鼓风机常见故障及处理对策[J].冶金动力,2019(01):42-47.

[3]李泉.高炉鼓风机自动化类振动故障诊断实践[J].冶金动力,2018(02):63-66+69.

[4]李泉,刘平.高炉鼓风机自动化类振动故障诊断实践[J].冶金设备,2017(S2):152-155.