冷却塔轴流风机的维护与检修

　　摘要：本文从减速机、联轴器、扇叶与风筒的检查维护以及润滑油系统、振动和腐蚀的监测等六个方面，详细介绍了冷却塔风机维护与检修的方法。
　　关键词：冷却塔轴流风机 维护 检修 循环水
　　华北制药股份有限公司4个循环水系统共有冷却塔风机16台，其中L85A型3台，LF60型3台，LF47型10台。其每小时循环水冷却处理量19100吨，占公司总用水量的96.5%.作为大型化工制药企业，循环水用量大，水温要求低。这就决定了冷却塔风机作为循环水系统中的关键设备必须长时间安全连续运行。因此，也就要求必须做好冷却塔风机的维护与检修工作。经过对循环水冷却塔风机15年的使用与维护，总结经验教训形成了一套比较有效的维护与检修方案。
　　1、减速机的维护与检修
　　减速机的主要部件是锥齿轮、伞齿轮、斜齿轮及滚动轴承。在负荷的长期作用下，齿轮常发生的失效形式是轮齿工作面磨损和点蚀。齿轮出现磨损或点蚀后，运动精度降低，噪音和振动增大。如果点蚀尺寸大，蚀坑往往成为疲劳源，最终导致轮齿疲劳断裂。因此每年要对齿轮接触精度和点蚀情况进行检查。接触精度的要求见表1.点蚀坑的尺寸长度不超过齿长的1/3和齿高的1/2.滚动轴承正常的失效形式是滚动体或内外圈滚道上的点蚀破坏。当点蚀破坏发生以后减速机会出现比较强烈的振动、噪声和发热现象。由于滚动轴承不宜经常拆卸，并且受到结构和安装位置所限，对滚动轴承直接检查比较困难。在停机后盘车，用听音棒贴住轴承函，仔细听轴承转动的声音，正常轴承转动的声音应是清脆、连续、均匀的。如果声音沉闷、断续、发卡说明轴承可能存在缺陷，要拆下进一步检查，确定失效后更换。此外，使用优质的润滑油并加入适当添加剂有助于延长齿轮、轴承的使用寿命。我公司定期对润滑油的粘度、酸值、机械杂质等重要指标进行化验，达不到标准及时更换。并且在L85A 型、LF60型风机减速机中加入了亚米加904润滑油添加剂，此两种风机齿轮、轴承的设计寿命为50000小时，自1997年使用至今已连续运行60000余小时，历次检查齿轮、轴承都完好。
　　表1 风机减速机齿轮接触精度要求
　　名称　　　　按高度　　　　按长度　　　　　　　侧隙范围
　　斜齿轮　　不小于60%　　不小于60%—70%　　　 0.12-0.22mm
　　锥齿轮　　不小于60%　　不小于70%　　　　　　 0.15-0.35mm
　　2、联轴器维护与检修
　　联轴器直接关系到风机运行的平稳程度。我公司LF47型、L85A 型、LF60型三种类型的冷却塔风机分别使用了，弹性圈柱销联轴器、弹性柱销联轴器、膜片联轴器。这三种联轴器都起着传递扭矩和缓冲减振的作用。其中，弹性圈柱销联轴器的橡胶弹性圈、弹性柱销联轴器橡胶接头、膜片联轴器的弹性膜片都是弹性元件，可以补偿轴线的相对位移。由于受到多次启动冲击，长期的振动磨损以及腐蚀、老化的影响，弹性元件会失效。因此，每年必须定期间检查。如果橡胶元件出现老化、磨损，弹性膜片出现倒伏或缺损都要及时更换。另外，在安装或检修时，为减小联轴器不对中的影响，两半联轴器的同轴度误差不超过0.1mm.
　　3、扇叶与风筒的检查与调整
　　扇叶与风筒一般都是玻璃钢材料制作。起抽风、导流作用。由于扇叶由轮毂中的夹块夹持，经过长时间运转扇叶可能会围绕中心转动，影响平衡引起振动。为此，每年必须要检查、调整扇叶角度。对扇叶的具体要求见表2.所有扇叶倾角允差不大于0.5°。为了提高风机的效率，扇叶与风筒间保持很小的间隙。由于风筒是玻璃钢材质刚度较差容易变形，所以大型风机的风筒除了肋筋还有拉筋，控制和调整风筒的圆度。经过长期运行，由于风筒螺栓和拉筋螺栓松动，拉筋磨损、折断，会引起风筒变形，变形严重时，扇叶会蹭到风筒，剧烈摩擦会使扇叶和风筒严重磨损，甚至折断扇叶。因此必须定期检查、调整风筒的圆度误差及扇叶与风筒间隙。根据不同的间隙要求，圆度误差控制在3~5mm.扇叶与风筒间隙要求见表3.另外，要定期检查风筒拉筋，当锈蚀磨损达到直径或壁厚的1/3时更换。
　　表4 扇叶角度
　　型号      　 LF-47    　　 LF-60　　　　 L-85A
　　角度°　　8.5±0.5 　　12±0.5 　　　19±0.5
　　表3 扇叶与风筒间隙
　　型号　　　　LF-47　　　 LF-60　　　LF-85A
　　间隙mm　　 9-19 　　　　8-30 　　　20-35
　　4、润滑油系统的监测与维护
　　润滑油是风机的“血液”，存在于减速机、油管、油视镜内。润滑油泄漏减速机齿轮将有烧毁的危险。油管一般细而长容易折断，为此，每年至少要检查一次油管，当油管有裂口或壁厚减薄1mm时要更换油管。如果减速机使用的是骨架橡胶密封每年要更换一次，如果使用的是机械密封每年要检查摩擦副的磨损情况，有损坏要更换。风机运行时，由于挥发和渗漏润滑油会不断减少，要定时通过油视镜检查油位，当油位低于减速机1/2时要及时补充润滑油，如果润滑油油位下降过快，要停机检修。此外，减速机箱应安装温度传感器，在快速漏油未被及时发现时，减速机箱温度急速上升，应立刻停机，保护减速机内齿轮和轴承。1999年7月一台LF47型风机，由于未更换壁厚减薄油管，运行中油管断裂并且未能及时发现，致使减速机齿轮烧毁。直接损失近3万元，并且还影响循环水系统的运行。可见，对冷却塔风机润滑油系统监测与维护十分必要。
　　5、振动的监测
　　冷却塔风机是旋转设备。由于联轴器同轴度增大，旋转部件平衡状态劣化，基础强度降低，零部件磨损等原因冷却塔风机的振动烈度会发生变化。根据IS02372《旋转机械的振动烈度标准》和厂家提供的有关资料，振动速度长期运行不超过6.3mm/s，最大不超过10mm/s.大烈度的振动会使机组的连接螺栓松动，状况劣化甚至造成零部件失效。2000年10月一台LF60型风机，由于缺乏对振动的监测，经过长时间振动，地脚螺栓松动，风机发生位移，叶片与风筒摩擦造成叶片与风筒损伤，同时油管被拉断，由于停机及时才没有造成更大损失。因此，必须对风机的振动进行监测。当振动值超过标准时，应针对原因进行检修。另外，所有的螺栓、螺母应有止退措施尽量避免因振动引起螺栓松动发生事故。
　　6、腐蚀的监测与处理
　　冷却塔轴流风机都是在室外大气中工作的。如图1所示，水汽沿风机扇叶轴向自下而上流动。风机的传动轴、轮毂、支座以及冷却塔的钢结构大都是碳钢材料，长期与水汽接触，工作环境潮湿。大气中含二氧化碳、二氧化硫等气体与水汽结合，形成酸性电解液，发生吸氧腐蚀。当溶液的酸性很大时，也可能有氢离子的还原反应，发生析氢腐蚀。同时生成红棕色的三氧化二铁和绿色的含水四氧化三铁以及黑色的无水四氧化三铁。这种腐蚀在华北地区十分严重。传动轴受较大扭矩，受到腐蚀后，截面积减小抗扭转强度下降，极易发生扭断事故。支座和钢结构承受交变载荷以及重力的作用，受到腐蚀后，截面积减小刚度下降，致使风机振动加剧；当强度下降到一定程度后，风机、风筒还有倾斜的危险。另外，轮毂腐蚀后会发生质心变化引起不平衡振动。2000年1月一台LF47型风机，其传动轴是空心轴。由于腐蚀严重和材质不均，空心轴壁局部减薄到0.3mm，启动时，在启动扭矩作用下发生扭断，断轴飞起将叶片打断，造成很大损失。因此，对腐蚀的监测与处理是十分必要的。首先，在材质选择上尽量选择不锈钢材料这样可以减小腐蚀的影响；其次，要定期检测钢铁材料的壁厚，校核刚度、强度，达不到要求时及时加固或更换；再次，对于碳钢表面必须定期做彻底防腐处理。通过以上措施将会大大降低腐蚀的影响。
　　近年来通过由于着重落实了以上几个方面的维护与检修，风机的完好率达到100%，确保了循环水系统的安全高效运行。经济和社会效益显著。