一、基本情況
　　某公司4500t/d熟料生產(chǎn)線于2016年6月正式投產(chǎn)。新線投產(chǎn)運(yùn)行至今，窯尾高溫風(fēng)機(jī)連續(xù)出現(xiàn)幾次故障。該公司窯尾高溫風(fēng)機(jī)使用的是BB系列風(fēng)機(jī)，型號(hào)為3100DIBBffz，配套電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為YRKK710-6，功率為2500kW，電壓為10kV，其主要性能參數(shù)見(jiàn)表1。 　　導(dǎo)致風(fēng)機(jī)故障常見(jiàn)有轉(zhuǎn)子失衡、偏心、固定松動(dòng)、滾動(dòng)軸承故障、轉(zhuǎn)子彎曲、葉輪損壞和系統(tǒng)氣流不穩(wěn)定等。該公司在故障診斷與排除階段也主要是圍繞這些可能存在的原因進(jìn)行分析處理。
　　二、窯尾高溫風(fēng)機(jī)定位端自由端軸承燒毀
　　2.1故障經(jīng)過(guò)
　　新線正常運(yùn)行一個(gè)多月以后，中控顯示窯尾高溫風(fēng)機(jī)溫度一直偏高，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)時(shí)定位端與自由端軸承溫度均達(dá)66℃，由于未找到高溫根本原因而沒(méi)有及時(shí)排除隱患。軸承高溫異常一周左右，高溫風(fēng)機(jī)定位端軸承抱死燒毀導(dǎo)致風(fēng)機(jī)跳停，停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，定位端軸承靠電動(dòng)機(jī)側(cè)滾柱散落，內(nèi)外圈均有不同程度破損(見(jiàn)圖1)。中控室調(diào)取數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，軸承在發(fā)生故障時(shí)溫度顯著提升，Z高達(dá)90℃，自由端振動(dòng)值達(dá)6.4mm/s，電動(dòng)機(jī)電流從140A跳至170A以上。 　　次故障后，經(jīng)過(guò)更換軸承重新投人生產(chǎn)運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)兩端軸承溫度均為50℃左右，運(yùn)行5個(gè)班次后，經(jīng)與廠家技術(shù)人員協(xié)調(diào)，考慮到前一次軸承燒毀可能是自由端軸向間隙預(yù)留不足引起，于是停窯在自由端軸承座軸向尾端增加法蘭片以增加軸向間隙(見(jiàn)圖2)，按要求安裝完成后，重新啟動(dòng)運(yùn)行，投料十幾分鐘后，高溫風(fēng)機(jī)自由端溫度過(guò)高直接跳停，打開(kāi)軸承蓋，發(fā)現(xiàn)軸承抱軸。 　　2.2故障原因分析
　　定位端軸承燒毀的直接原因是：自由端軸的軸向間隙預(yù)留不足，軸受熱膨脹，擠壓定位端軸承，導(dǎo)致軸承抱死燒毀。通常衡量物體熱變形的主要參數(shù)是組成該物體材料的熱膨脹系數(shù)，材料的線膨脹系數(shù)關(guān)系式為： 　　式中：
　　L₁、L₂—t₁、t₂溫度時(shí)的樣品長(zhǎng)度，mm；
　　L₀—標(biāo)準(zhǔn)溫度t₀(常取0℃或20℃)時(shí)的樣品長(zhǎng)度，mm；
　　α—材料的線膨脹系數(shù)，10^-6/K或10^-6/℃。
　　通過(guò)查閱數(shù)據(jù)資料獲知，高溫風(fēng)機(jī)自由端軸的軸向間隙實(shí)際預(yù)留約6mm，當(dāng)高溫風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，進(jìn)口風(fēng)溫可達(dá)200℃左右，此時(shí)軸的受熱溫度按200℃計(jì)算，需考慮受熱膨脹部分軸的長(zhǎng)度約為兩軸承間距離，距離約為4.5×10³mm，35CrMo在20～200℃內(nèi)線膨脹系數(shù)約為12×10^-6/℃。因此，按照式(1)得知，軸受熱200℃時(shí)伸長(zhǎng)量約為：
　　ΔL=αL₀Δt=200℃×4.5×10³mm×12×10^-6/℃=10.8mm，
　　即ΔL>實(shí)際預(yù)留間隙6mm。
　　同時(shí)，實(shí)際數(shù)據(jù)還會(huì)受材料成分、紋向、加熱溫度不均勻、熱膨脹系數(shù)本身誤差等影響而有偏差，因此判斷自由端軸預(yù)留間隙不足。
　　自由端軸承燒毀的直接原因是：前期自由端軸向間隙預(yù)留不足產(chǎn)生故障，也使自由端軸承內(nèi)外圈產(chǎn)生了錯(cuò)位損傷，當(dāng)重新調(diào)整自由端軸的軸向間隙時(shí)，自由端受損軸承保持架損壞，滾柱散落發(fā)生高溫致使軸承內(nèi)圈與軸抱死。
　　故障發(fā)生前，高溫風(fēng)機(jī)兩端軸承溫度一直偏高，現(xiàn)場(chǎng)崗位工采取了對(duì)軸承座淋水降溫的錯(cuò)誤方式，不僅不能解決設(shè)備高溫的根本問(wèn)題，還可能破壞設(shè)備油封，污染設(shè)備潤(rùn)滑油，從而進(jìn)一步加劇設(shè)備故障的產(chǎn)生。
　　2.3故障處理措施
　　故障發(fā)生后，立即組織維修工人，打開(kāi)軸承座，檢查軸及軸承狀況。同時(shí)聯(lián)系風(fēng)機(jī)軸制造商，信息反饋得知新軸生產(chǎn)周期約為一個(gè)月，為盡快恢復(fù)生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)決定對(duì)受損風(fēng)機(jī)軸進(jìn)行修復(fù)，待新軸購(gòu)回，再組織施工更換該風(fēng)機(jī)軸。由于軸承抱軸(自由端)，現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)方案采用氧割拆除壞損軸承。運(yùn)用手工砂輪修磨風(fēng)機(jī)軸(軸承位)，并在自由端軸承座上下端間使用δ=0.05mm銅片保證軸承的正常徑向間隙，在自由端軸承座端蓋內(nèi)加裝δ=12mm鋼制法蘭片增加風(fēng)機(jī)軸軸向間隙。本次搶修更換了定位端、自由端軸承各一個(gè)。
　　高溫風(fēng)機(jī)修復(fù)后投入運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)每半小時(shí)巡檢一次，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)機(jī)兩端振動(dòng)、溫度平均數(shù)據(jù)見(jiàn)表2(風(fēng)機(jī)頻率39Hz，以下同)。 　　三、窯尾高溫風(fēng)機(jī)軸承座振動(dòng)過(guò)大
　　3.1故障經(jīng)過(guò)
　　新軸購(gòu)回并安裝完成后，公司對(duì)2號(hào)線高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行了風(fēng)機(jī)葉輪組更換，并投入運(yùn)行。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，風(fēng)機(jī)軸承座振動(dòng)值逐漸增大，初始振動(dòng)值及Z大振動(dòng)值情況見(jiàn)表3，并有進(jìn)一步加大的趨勢(shì)。 　　3.2故障原因分析
　　現(xiàn)場(chǎng)拆卸高溫風(fēng)機(jī)葉輪檢查發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)葉輪與軸盤(pán)連接螺栓為4.8級(jí)、長(zhǎng)度70mm螺栓，經(jīng)廠家與公司技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)分析確認(rèn)，螺栓不符合精度要求，需更換為8.8級(jí)、長(zhǎng)度90mm螺栓，且分析認(rèn)為，振動(dòng)過(guò)大可能是葉輪與主軸配合過(guò)盈量偏小造成的。
　　3.3故障處理措施
　　(1)停窯止料后，立即拆除高溫風(fēng)機(jī)定位端、自由端軸承箱側(cè)端蓋，檢查測(cè)量風(fēng)機(jī)主軸的軸向膨脹量，并檢查軸承外圈與軸承箱之間的頂隙，并做好數(shù)據(jù)記錄。
　　(2)拆除聯(lián)軸器的防護(hù)罩，脫開(kāi)聯(lián)軸器，檢查、記錄電動(dòng)機(jī)與風(fēng)機(jī)主軸的同軸度(包括徑向、端面跳動(dòng)量)。
　　(3)打開(kāi)風(fēng)機(jī)殼體檢修門(mén)，清除風(fēng)機(jī)葉輪表面及殼體內(nèi)積灰，消除因表面積灰而引起的風(fēng)機(jī)葉輪振動(dòng)。
　　(4)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，重新進(jìn)行校正。
　　(5)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪做動(dòng)平衡，使其滿足風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在40Hz(800r/min)時(shí)，振動(dòng)值在2.5mm/s的正常范圍內(nèi)。
　　完成上述工作，并檢驗(yàn)結(jié)果無(wú)異后，開(kāi)窯投料運(yùn)行，但風(fēng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題仍未解決，經(jīng)與廠家及公司技術(shù)專家協(xié)商后，由風(fēng)機(jī)廠家重新制作一套新風(fēng)機(jī)葉輪，以徹底解決風(fēng)機(jī)故障隱患。
　　新葉輪定做完成并運(yùn)回廠后，立即對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行安裝，安裝完畢后投料運(yùn)行，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，運(yùn)行振動(dòng)、溫度情況見(jiàn)表4。 　　四、故障預(yù)防措施
　　(1)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢力度，做好巡檢記錄，同時(shí)及時(shí)與中控進(jìn)行交流協(xié)調(diào)，遇到問(wèn)題要與中控人員進(jìn)行溝通并時(shí)間解決。
　　(2)加強(qiáng)設(shè)備使用與故障檢修培訓(xùn)，提升相關(guān)管理人員及一線工人對(duì)設(shè)備操作與管理的能力，遇到故障時(shí)運(yùn)用科學(xué)的方法和知識(shí)進(jìn)行分析解決，不能盲目判斷和處理，對(duì)設(shè)備不正常因素要引起足夠重視，不能任其發(fā)展。
　　(3)要有科學(xué)的設(shè)備管理方法，運(yùn)用每一次停機(jī)檢查的機(jī)會(huì)細(xì)致排查設(shè)備隱患，做到預(yù)防為主，將設(shè)備故障率降到Z低。