高炉鼓风机轴向振动故障分析与处理措施

李承兰

（河北钢铁集团唐山分公司 河北 唐山 063000）

1 概述

高炉鼓风机设备是为了冶炼高炉提供足够的含氧空气，它是高炉生产的重要组成部分。由于高炉冶炼的连续性，要求高炉鼓风机均匀地供给一定量的空气，另外还应有一定的风压，在整个冶炼过程中，由于原料、燃料、操作等条件的变化，引起炉况经常改变，也相应的要求供风参数也要变化，所以高炉鼓风机具有一定的稳定调节范围和可靠的安全控制系统。

机组的振动是一个比较复杂的问题，造成振动的原因很多，我们可以大型旋转设备振动达到可控，及时发现设备缺陷，通过对大型旋转设备运行振动数据检测记录，并根据检测数据分析找出振动较大设备，对此类设备重点连续跟踪发现潜在的隐患，查找振动原因并提出相应的解决方案，及时检修处理，使设备可靠稳定运行并延长了设备使用寿命。在这个过程中我们所收获到的并不仅是隐患的排除，而是摸索出一套理论来。我们从起初对发现的设备故障的束手无测，只能更换备件或者在大修来保证设备的正常运行，这种方法不但检修周期长，而且更换检修完后，故障隐患仍然存在。迫使我们必须找到可行的办法从根本上消除隐患。因此我们开始分析研究，提出方案，然后在论证试验，直到找到一种合理的改进方法，然后实施验证。这个过程、这套思路更是我们应该掌握的。

2 研究背景

伴随着国民经济的高速发展，我国电力、能源、化工、航空和船舶等行业也取得了长足进展，一大批大型高速旋转机械先后被装备电厂、核电站、化工厂、航空等。这类高速旋转机械的共同特点是：均有高速定轴旋转的转子、定子与机壳、轴承组成，自动化程度和结构复杂度都很高，结构日益向高转速、高效率、高精度、高可靠性趋势发展。大型高速旋转机械是电力、能源、化工、航空和船舶等行业的关键设备，这些大型旋转设备由于机组在加工制造、安装、运行、维护中的潜在缺陷和失误，当机组在高速旋转中总是伴随着不同程度的振动。其稳定运行直接影响到整机系统的工作寿命，是安全、高效生产的决定性因素，因此大型旋转机械振动监测与分析系统的研究与应用对于避免巨额的经济损失和灾难性事故的发生有着重要的意义。能源科技公司针对大型旋转机械设备结构复杂、精度高等特点，已将设备振动监测与故障诊断技术已被广泛应用于现代企业的设备维修与管理工作，创造了巨大的经济效益和设备效益。

能源科技公司大型旋转设备较多，在机组一旦出现振动增大，并超过报警值时，应立即停机，分析原因，加以排除。机组的振动是一个比较复杂的问题，造成振动的原因很多，查找故障原因以前基本上是采用解体检查寻找。当发现故障时，不论是否与振动有关都要先消除，再启动，若振动没有解决，再拆再寻找。开始是小拆小查，逐渐扩大，后来是大拆大卸，最后振动即使消除了，其故障原因还是不明白。由于直观寻找振动故障盲目性大，费时费工。而且给正常生产造成很大影响，对于结构和故障机理简单的回转机械采用解体直观寻找振动故障成功率较高，但对于大型机组特别是汽轮发电机组、汽轮鼓风机组，不仅零部件大而多、结构复杂，而且引起振动的原因及其复杂。解体寻找不可能每一个部件都做仔细检查即使是直观可见的振动故障，在一次解体寻找中也未必能发现，因此成功率较低。

大型旋转设备运行振动数据检测记录，并根据检测数据分析振动原因。根据分析结果，进行分析、研究，制定解决方案。结合生产厂，根据现场条件对振动值超标机组进行处理，提高设备可靠性和延长设备使用寿命。针对不同问题制定相应的解决方案解决设备的振动问题，保证机组的安全稳定运行。

3 故障分析

由于唐钢能源科技公司北区6#汽轮鼓风机机组排气侧轴瓦轴向振动值达到120μm，经过专家组分析确定是因为制造厂鼓风机轴承座制造刚度不够，导致排气侧轴瓦振动值大，自制加装轴承座刚度提升装置可提高轴承座刚度，可有效地解决机组振动问题。

4 处理措施

能源科技公司北区6#汽轮鼓风机组由于制造厂运转过程中排气侧轴瓦轴承箱箱体支撑发生弹性变形，刚度下降，引起轴的轴向振动大，影响了汽轮鼓风机组正常运行，造成设备停机检修，使高炉生产受到影响。转子的支撑系统一般由基础台板、轴承座、轴承等部件组合而成，这些部件的刚度直接影响汽轮鼓风机转子轴向振动，因此，加强轴承箱箱体的刚度可解决鼓风机轴瓦轴向振动大的问题。

此方案所要解决的技术问题是提供一种高炉鼓风机轴承箱加强装置，将其安装在轴承箱内支撑筋的两侧，本装置的上平板上部的凹槽用于容纳上支撑，底板支撑在轴承箱底部，有效改善轴承箱的刚度。为解决上述技术问题，本方案所采取的技术方案是：一种高炉鼓风机轴承箱刚度加强装置，包括下平板、支撑板和上平板，上平板顶部设置用于容纳轴承箱内侧顶部支撑筋的凹槽，下平板为矩形板状结构、且其四角均螺纹安装支撑螺钉，支撑螺钉与轴承箱的地板固定链接。所述支撑板包括横向支撑板和纵向支撑板，横向支撑板和纵向支撑板交叉焊接成十字结构，支撑板上端与下端分别与上平板和下平板焊接。所述支撑螺钉下端与地板之间焊接。

这种高炉鼓风机轴承箱刚度加强装置，其特征在于：包括下平板（2）、支撑板和上平板（6），上平板（6）顶部设置用于容纳轴承箱内侧上支撑的凹槽，下平板（2）为矩形板状结构、且其四角均螺纹安装支撑螺钉（3），支撑螺钉（3）与轴承箱的地板固定链接。而以上所描述的支撑板包括横向支撑板（4）和纵向支撑板（5），横向支撑板（4）和纵向支撑板（5）交叉焊接成十字结构，支撑板上端与下端分别与上平板（6）和下平板（2）焊接。而所述支撑螺钉（3）下端与地板之间焊接。

图1

图2

图3

图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1的俯视图；其中：1、底板；2、下平板；3、支撑螺钉；4、横向支撑板；5、纵向支撑板；6、上平板。

将自制装置安装在轴承箱内支撑筋的两侧，本装置的上平板上部的凹槽用于容纳上支撑，底板支撑在轴承箱底部，有效改善轴承箱的刚度，使高炉鼓风机具有一定的稳定调节范围和可靠的安全控制系统。

5 结语

能源科技公司北区6#汽轮鼓风机组将自制刚度提升装置安装在轴承箱内支撑筋的两侧，有效改善轴承箱的刚度，消除了机组排气侧的轴向振动。使汽轮鼓风机具有一定的稳定调节范围和可靠的安全控制系统。

（1）提高了高炉鼓风机轴承箱的刚度（2）降低了高炉鼓风机组轴的轴向振动位移（3）避免了因鼓风机轴瓦或其他备件烧坏而发生生产事故，影响高炉正常生产。

改造后机组经过快一年的运转，没有出现过轴瓦振动大的问题，大大降低了工人的工作量，提高了人工劳效，延长了机组的使用寿命。