甲醇空冷风机双夹板卡块型轮毂改造

马涛

摘 要：净化合成厂甲醇精馏装置共有62套空冷风机，风机叶片采用“U”型螺栓固定，由于U型螺栓直径较小，且受力不均匀，导致U型螺栓频繁断裂，使叶片甩出后刮到风筒内壁，导致风机叶片频繁断裂损坏，风筒变形，轮毂受到冲击后变形，无法使用，对装置高负荷运行造成很大影响。现通过将原有的“U”型螺栓直接固定方式更换为整体上卡块配合直螺栓的双夹板固定方式，这样轮毂可同时分担所承受的应力，使叶片固定结构更加的牢固可靠。

关键词：甲醇精馏装置;风机叶片;轮毂;双夹板;卡块;直螺栓

1 改造背景

净化合成厂甲醇精馏装置共有62套空冷风机，风机叶片采用“U”型螺栓固定，由于U型螺栓直径较小，且存在受力不均，導致U型螺栓频繁断裂。由于U型螺栓频繁断裂，致使叶片甩出后刮到风筒内壁，导致风机叶片频繁断裂损坏，同时风筒和轮毂也受到冲击后变形，无法运行使用，对装置高负荷运行造成很大影响，且每次检修需更换成套叶片、轮毂、U型螺栓，人力、物力消耗量大。

2 改造总体思路

由于U型螺栓一个支点两个力点的特殊紧固方式，在运行期间的一个力点发生变化，会造成整条U型螺栓紧固力缺失，出现断裂。

通过受力分析及稳定性考虑，将每个叶片2条U型螺栓改为4条直螺栓的受力方式，这样螺栓不与叶片叶柄直接接触，避免了螺栓承受额外的交变应力时疲劳断裂的可能，同时增强叶片固定的结构强度。

加装上卡块及上连接板将上卡块相连使轮毂上下端形成一个整体，即使个别螺栓松动也不会影响风机叶片整体紧固。

此结构对安装以及检维修的安装精度要求大大降低，为检维修赢取了时间，降低损失，提高运行使用效率。

3 改造方案

具体改造措施：根据叶片、叶柄及轴径尺寸及受力分析确定改造轮毂的结构、材质、尺寸及部件数量。具体改造措施如下：

①改造轮毂外形尺寸，由外径由350mm增加至506mm，

增加稳定性;

②增加螺栓直径，由M12增加至M16，加强螺栓的承受能力;

③调整轮毂固定螺栓开孔间隙，由105mm调整至95mm，加强固定牢靠性;

④每个叶片由2条U型螺栓改为4条直螺栓，改变受力方式，避免了螺栓承受额外的交变应力时疲劳断裂的可能，同时增强叶片固定的结构强度;

⑤整体上卡块，并加装6块上连接板将上卡块相连使轮毂上下端形成一个整体，与叶柄由点接触改造为面接触，使叶片固定更加牢固可靠;

⑥优化叶片与风筒间隙，由13mm调整至10mm，提升叶片做功效率;

⑦调整叶片角度，由12°调整为10°，提升风压和风量。

最终确定将每套轮毂由原有12套“U”型螺栓更换为6块上卡块、6块上连接板及24套直螺栓固定，以此改变螺栓的受力方式及叶片紧固结构，确定改造结构如下图：

4 机械加工

根据改造尺寸，部件设计材质、数量、精度机加工一套，进行实验、试装。

5 试装评估运行效果

将双夹板卡块型轮毂在甲醇装置精馏空冷风机AE-6200002A-13#试装运行，每月停机一次，检查叶片固定情况，运行12个月，叶片均固定牢靠，未出现轮毂螺栓断裂、叶片松动及甩出现象，叶片与风筒间隙稳定在10mm，叶片做功效率高。

6 结论

甲醇空冷风机双夹板卡块型轮毂改造：

①由线接触改造为面接触，增大叶片叶柄和卡块的接触面积，增强叶片固定强度;②由原来1条U型螺栓的两点受力，变为两条直螺栓的4点受力，单条螺栓受力减轻，同时螺栓不与叶片直接接触，避免了螺栓承受额外的交变应力时疲劳断裂的可能;③在更换上卡块的同时加装上连接板将上卡块相连，这样可以使轮毂上端形成一个整体，同时分担所承受的应力，使叶片固定结构更加的牢固可靠。

从而解决了U型螺栓频繁断裂，风机叶片固定不牢靠频繁断裂及风筒和轮毂受到冲击变形无法使用问题，且叶片与风筒间隙稳定无变化，提升了叶片做功效率，保证了设备长周期、装置稳定运行。