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提高湿式空冷器风机可靠性的一种方法


提高湿式空冷器风机可靠性的一种方法
济南炼油厂一气分装置共有 33 台型号为 Y-TF24W6-Vs15 的空冷风机。由 于风机轴承故障频繁,经常处于维修状态。每台风机平均运行 2~3 个月就需要 维修一次。轴承抱轴时不但造成轴承和轴的损坏,而且出现过几次把电机的轴 给损坏了。这些风机不但维修工作量大、费用高,而且对生产造成很大影响。 为尽快改善这种状态,我们决定对风机进行技术改造。经过广泛的调研和论证, 我们与石家庄红叶空冷器风机研究所合作与 2005 年 3 月对 33 台风机进行了技 术改造。风机的具体改造内容如下: 一、 原有风机结构形式 空冷器和风机结构形式如图所示。

翅片管束垂直放在两边,空冷器运行时在管束的外侧喷水。风机将湿空气 抽出,从而达到降温效果。风机传动轴用相距 1790mm 的 2 个轴承座固定,中 间设有一个联轴器。 这种结构的风机故障率高,我们分析认为主要有以下 2 个原因: 1、 上、下两个轴承的同心度不好。上、下两个轴承座的安装板是机加工

好后焊接在上、下两个支架上的,由于距离较大,很难保证上、下两个轴承的 同心度,运行时轴承转动不灵活,受力不均匀。作用在轴承上的动负荷,会远 远大于设计时考虑的动负荷,从而降低轴承的使用寿命。 2、 轴承选用的不太合理。轴承的型号为 90615,结构形式如图所示。

轴承为带座外球面滚珠轴承,滚珠两端设有防尘盖。轴与轴承配合采用间 隙配合,靠顶丝来传动扭距。这种轴承的优点是价格便宜,安装拆卸方便。这 种轴承适合在室内干燥的环境内使用,在湿式空冷器上使用有以下几个缺陷: a、 轴承承载能力小,受力大,寿命短。石化行业要求空冷风机常年连续 运转,能保证在 3 年一个的大修期内安全可靠地运转。这种单列球轴承与轴的 固定是在传动轴上加工两个宽 20mm 的定位台,用顶丝把轴承固定在传动轴上。 这种固定方式使风机的自身的重力、风机运行时的气动压力垂直作用在下端轴 承上,联组皮带的拉力也径向作用在下端的轴承上。由于下轴承同时承受轴向 力和径向力以及不同心产生的附加动负荷使实际使用寿命大打折扣。 b 、轴承的上下防尘盖使轴承在使用过程中无法加油,轴承座外面的加油 嘴只能把油加到轴承的外环上,不能加到滚珠上。这样运转一段时间后,由于 不能及时补充润滑脂,造成润滑不良,轴承的寿命降低。

C、 轴承是凹进轴承座内,容易存水。防尘盖只能防尘不能防水,在湿空 冷的环境中容易进水,在夏天雨季问题更加突出。 D、 轴承内圈与轴之间的间隙容易锈蚀,造成拆卸困难。有时需动火用气 割将轴割断,才能拆卸。 由于以上几种原因,轴承很容易损坏。尤其在夏季,最需要风机出力时, 风机会频繁出现故障。由于现场条件所限,这种结构的风机修理或更换难度很 大。 二、 改造后风机的结构形式 在不对空冷器结构进行变动的前提下,对风机进行改造。改造后风机的结 构形式如图所示。

在风筒的上方增设一个构架,把风机和电机都固定在这个构架上。风机叶 轮装在轴承座下方,皮带轮装在轴承座上方。将两个分体轴承座改成装有两个 22313 双列调心滚子轴承的整体轴承座。考虑到风机的潮湿环境,在电机的上方 和风机轴承座的两端采取了防水措施。 本着既解决问题,又能节约费用的原则,风机的叶片、轮毂、大、小皮带 轮和电机利旧,只对轴承座组件及支架进行了更换。

这样改造有以下几个优点: 1、 风机和电机固定在整体构架上,构架和风筒及框架焊接成一个整体, 增加了风机基础的刚度和稳定性。 2 、轴承座和轴的两个轴承的安装位置同心度为φ 0.03mm,组装后不会使 轴承产生别劲现象。 3 、轴承座组装时,使上端轴承外圈处于游动状态,这样在风机运行过程 中,上端轴承主要承受由联组皮带拉力造成的径向力,下端的轴承主要承受由 风机的自身重力和气动压力造成的轴向力。两个轴承的受力合理分配,降低了 作用在轴承上的动负荷。上端轴承受到的径向负荷为 3.2kN ,下端轴承受到的 轴向负荷为 kN。22313 双列滚子轴承的额定动负荷为 232 kN,计算寿命 10 年 以上。 4、 风机和电机都安装在空冷器上方的平台上,使用维护方便。 三、改造效果 风机改造后,在风机轴承座处和电机处进行了振动测试。在水平和垂直 3 个方向最大的振动速度值小于 4mm/s,达到了 GB/T12374《一般用途轴流通风 机技术条件》规定的良好水平。风机的振动和噪声比改造前有了明显的降低。 风机自 2005 年 4 月投入运行后,至今已连续安全运行 12 个月。期间未发 生任何故障和停机现象。实践证明此次风机的改造是成功的,给生产和节约成 本带来极大的好处,应该加以推广。

中国石油化工股份有限公司济南分公司检维修车间 2006 年 4 月 27 日


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