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煤气加压三叶罗茨风机故障振动分析与修复
  宁夏煤化集团有限公司现有两台SWR450MT三叶罗茨风机，其运行方式为一开一备，主要作用是输送煤气，保证焦炉产生的煤气能够及时抽走，为后续的煤气净化保证一定的压力。当罗茨鼓风机出现故障停机，一方面给企业正常生产带来损失，另一方面焦炉煤气无法及时供送，使得焦炉煤气对环境造成严重污染。
1、三叶罗茨风机在煤化工的重要性及工艺背景
罗茨风机是煤化工煤气输送的关键设备，它不但在焦化生产中起至关重要作用，而且在整个流程中属不可或缺的关键设备。从焦炉来的荒煤气、氨水、焦油首先在气液分离器进行气液分离，分离出的粗煤气分别进入初冷器；在初冷器上段，用循环水间接冷却煤气冷却至45℃，再经下段制冷水间接冷却，使煤气进一步降温至22℃，冷却后的煤气进入电捕焦油器，最后进入煤气罗茨鼓风机，煤气罗茨鼓风机较主要的作用就是对煤气进行加压。它的运行正常与否，直接影响系统安全稳定。为此，努力保证煤气罗茨鼓风机完好是设备管理工作的重任（如图1）。
该煤气罗茨鼓风机自投运以来一直运行良好，正常情况下，振动是一种随机振动，振动参数总是在某一平均值附近波动，随时间变化而变化的现象不明显。在2012年4月14日，突然出现机组振动加剧。由于机组仅安装了位移报警连锁，没有安装振动报警连锁，所以集控室显示设备正常，我们操作人员根据操作经验，采用了紧急停车。
2、三叶罗茨风机产生振动原因分析
SWR450MT罗茨鼓风机机组主要由电机、液力偶合器、增速器、罗茨风机本体、润滑系统、现场检测仪表以及进出口管道*阀门等组成。其主机由定子、转子、轴承、轴承箱和底座等构成。针对现场振动，做如下原因分析：
2.1 转子的不平衡量（偏心质量和偏心力矩）
机组在投入运行的一段时间后，随着压力负荷的增加，其振幅会发生变化，一般是由小到大的趋势。引起振动原因主要有以下几点：
（1）转子叶轮叶片的腐蚀；（2）局部的气流冲刷，不均匀腐蚀和穿孔；（3）转子叶轮流道的堵塞。
2.2 气流喘振因素
三叶罗茨风机喘振就是风机小流量下的一种不正常情况。喘振现象包括两方面的因素：罗茨风机的气流在一定的条件下出现“旋转脱离”是产生喘振的内在因素；与罗茨风机联合工作的管网系统的特征是其外界条件，只有外界条件适合于内在因素时罗茨风机才发生喘振现象。罗茨鼓风机产生喘振时的特征表现主要有下列几种：
（1）气流参数产生大幅度脉动。（2）声音异常，一般会发生周期性的脉动噪音、周期性的低频吼叫声或喘气声。（3）机组振动加剧，一般多为低频振动，振动频率与管网容量的平方成正比，喘振现象产生的原因除上述机理外，还有外界客观因素，如化工工艺控制；系统压力突然升高到**排气压力；进气温度升高，罗茨鼓风机排气压力下降，低于系统压力，进气吸力下降造成罗茨鼓风机排气压力成比例降低，罗茨鼓风机出口有异物等均能使机组发生喘振。
2.3 转子安装不当造成的叶轮和定子轴向位置发生干涉引起的振动
主要表现在动静部分发生摩擦，机组温度过高，密封套部件变形磨损起不到密封作用。导致密封间隙过大，气流经过风机时，轴向力过大，转子在定子中的轴向位置发生窜动，引起振动。
其他有关振动产生的常见原因有：
（1）转子主轴发生弯曲，机械跳动**差。
（2）转子与定子发生碰撞摩擦。
（3）电气元件安装不当。如铂热电阻、测振探头、温度计等仪表元件。
2.4 机组轴系找正原因
电机、偶合器、风机之间的轴系找正。按照机组找正曲线进行找正，检修后进行机组整个轴系的重新检查。
2.5 轴承故障引起的振动。
主要原因有：
（1）油膜引起振动。轴承间隙过大和过小都无法形成起润滑保护的油膜。瓦块再起不到润滑作用时就会发生瓦块磨损甚至烧坏瓦块巴氏合金，轴承起不到支撑和止推作用，从而使得机组发生振动。
（2）轴承压盖部件松动。轴承箱内轴承压盖螺丝松动或机体底座螺丝松动，机组运行时无预紧力也会发生振动。
（3）油品、油质问题。国家标准油品化验要达到NAS7级。润滑系统的油质回油温度过高或润滑油含杂质，油品长期润滑变质。
（4）润滑油进、出油管路堵塞。
罗茨风机产生振动的原因是复杂的的，经综合分析，此次风机振动主要为：
（1）轴承箱内轴承压盖螺丝松动；
（2）密封磨损严重，密封间隙过大；
（3）轴系问题，风机与变速器不同轴。
3、修复方法
3.1 定子部分
拆解机壳中分面螺栓、地脚螺栓，拆卸机壳大盖；拆卸轴承箱盖，轴承；吊出转子；拆卸上、下机壳密封套；机壳、隔板喷砂处理；机壳中分面抛光轮清理；按照图纸重新照配密封套。
3.2 转子修复
（1）转子喷砂除锈，保护好轴径、推力盘、联轴器等部位；
（2）手工清理喷砂不干净的地方；
（3）转子叶轮着色探伤检查，发现叶轮完好无裂纹；
（4）转子按合格证明书打表检查机械跳动。打表检测，发现转子轴变形弯曲0.28mm，参照设备运行技术要求，确定主轴报废不能使用，对此我们及时跟厂家取得联系，更换一台新转子。
（5）热拆原转子联轴器，标记位置；
（6）把旧联轴器热装于新转子上；
（7）打表检查转子各项跳动并检查电气不圆度，操作规范参照陕鼓典型工艺手册。
（8）转子低速动平衡。
转子重量1038kg，平衡精度G1.6，允许不平衡量3954.3g·mm，工作转速4340r/min，磨削去重，磨削深度不大于0.4mm，粗**度Ra6.3，光滑过渡。
3.3 机组现场组装
按照典型装配工艺进行。
（1）方向同轴度≤0.03mm，垂直方向转子中心低0.08～0.12mm；
（2）检查隔板同轴度，隔板与机壳同轴度≤0.025mm；
（3）转子轴向对中定位；
（4）按罗茨鼓风机出厂合格证照配更换罗茨鼓风机全套密封、油封；
（5）根据要求配钻支推轴承上轴瓦测温孔及止动销孔；
（6）根据要求配钻支撑轴承上轴瓦测温孔及止动销孔；
（7）按照合格证调整支推轴承、支撑轴承间隙及过盈；
（8）扣合上机壳，检查自由间隙；
（9）调整风机与变速器的同轴度，使之符合煤气罗茨鼓风机机组安装要求；
（10）安装联轴器及护罩，检查各螺栓是否松动。
4、效果评价
机组检修结束，经启动试车，风机转速逐步提高至3800r/min后，使用手动测振仪检测风机的振动在0.08um范围，同时使用测温仪测轴承温度小于48℃，电流稳定在34A，在运行48小时后停车备用。