冷却塔风机叶片断裂原因分析及处理措施

微拉 伤 。原厂 家的维修 方案是 转子 齿轮整 体打 包 回美
国，维修 周期６个月 ，时 间和 费用上用 户都难 以接受 。
而能者 科技 （湖 南 ）有 限公 司针对机 器的 损伤情 况 ，
制定 了切 实可靠 的修复 方案 。叶轮进 行新 品 自制 ，同
时齿 轮轴和 大齿轮 送 国内高速 齿轮 厂家进 行止推 面修
【关键词】连接 板 断裂 原 因分析 处理措施
一 、 前 言
Ｌ９７５０Ｄ０７ＨＢ冷却 塔风 机是 中 国石油 独 山子石 化 公 司１００万ｔ／ａ乙烯辅 助配套装 置循环水场 的关键设 备之 一 ， Ｌ９７５０Ｄ０７ＨＢ冷却塔的运行直接 影响着全厂循 环水 的供给温度 。冷却塔的正常运行 ，提供合适温 度的循环 水 ，不仅能够 确保 全厂的生产运行 ，同时对设 备运 行周 期有很大的帮 助。
图１ 连接板断裂
第２期ｗｗｗ． ． ２０１６￣
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采用任何加 强补 强的措施。
四 结语
根据 以 上原 因分析 ，采 取 了相应 的措 施 。首先 ， 改变风机轮毂的连接方式 ，由原来的单板连接方式 ，改 造为整体 圆形钢板与轮毂直接连接 ，取 消中间连接板这 个薄弱环 节 ，如 图６所示 。其次 ，检查调 整风机叶片 角 度 ，避免风机过负荷运行 。第三 ，加 强风机维护定期对 连接部件进行检查 ，及早发现 问题解决 问题 。
石油／化Ｉ通用机械 ｌ
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冷却塔风机叶片断裂原因分析 及处理措施
中国石 油 独 山子 石 化公 司 （新疆 ８３３６００） 马文 建 刘 莉

【摘 要ｌ针对Ｌ９７５０Ｄ０７ＨＢ型冷却塔风机运行中 连续 出现 叶 片连接 板 断裂，叶 片插 入风 简损 坏 ，风机轴 飞出 ，由２０ｍ高处 坠落，危 及人 身安 全，造成 设备损坏 的现 象，通过诸 多原 因的分析 ，采取 有效的措 施处理 ， 从 根 本上 解 决 问题 。
叶片数量 ： ７片 ； 配套电动机 ：Ｙ３１５Ｌ２—４一Ｗ ２００ ｋＷ ； 当叶片安 装角为１４。时 ，风量 ： ２．８０×１０。ｍ ／ｈ； 全压 ：１８５Ｐａ； 轴功率 ：１７４．４ｋＷ ； 减速 箱温 度 ：８０￣Ｃ。
２．Ｌ９７５０Ｄ０７ＨＢ风机存在 问题 风 机 自２００９年 开工 以来 ，已运行 约 １７５多ｈ，最近 连续发生风机飞轴现象 ，检查发现其 电动机 与减速箱连 接轴断 裂 ，风机７片 叶片其 中一 片 自连接板 螺栓处齐根 断裂 ，其他叶片有不 同程度 的损坏 。连接板根部断 裂的 叶片的伤 Ｉ：１半边有 明显 的锈痕 ，另半边为新断 裂的痕迹 （见 图１）。经和仪表检查ＤＣＳ趋势发现轴 断裂前风机 振 动一直维持在１．１４ｍｍ／ｓ，断裂时振 动无增大趋势 。
离心 风机在 运行 的过 程 中 ，由于高 速气 流的 冲刷 作用 ，对铸铁材料 制成的蜗壳容易引发严重的锈蚀 ，导 致 蜗壳 与叶轮 之 间的 间隙超标 ，造成机 组打 压能 力下 降 ，气体流量不足 ，在 高温 天气时常发生喘振 。针对机 组的这个故障 ，能者科技 （湖南 ）有限公司采用 了透平 领域 的核心技术对 定子 进行 改造。将进气隔板基体进行 修复加工 ，使之 匹配叶轮 的子午 型线 ，然后采用等离子 喷涂技术在隔板流道表面做 了一 个防腐涂层。通过 现场 安装调试 ，将叶顶 间隙修 复到出厂水平。最终 ，机组的 排气压 力、流 量明显提升 ，节能率 接近２０％，达 到非常 好的节能效果 。
图５ 叶片连接方式 连 接 板与 轮毂 连接 处 由于 受到重 量 的影 响 ，产生 剪 力 ，此处 离薄 弱环节 螺栓孔 只有５～８ｃｍ左右 。风机 在起动 、停 止时 ，由于叶 片过 长 （约４ ７００ｍｍ） ，可产 生更大 的剪切 力。连接板在剪切 力的作用下 ，先是在螺 栓孔附近产生 了裂纹 ，并逐步撕裂开 口，当运 行到一定 时 间时 ，就会 发生疲 劳脆性 断裂 。由于 风机 已运 行 １万 多ｈ，疲劳周 期达 到６ ６５６余万次 ，因此连续 出现 断裂现 象 。
ＭＧ 岍线 的偏离 以及 喘振点 的偏 离 ，同时 由于机 械结 构的调
整 ，将影 响轴承 的承载 方 向和大小 ，容 易引起 转子 的 不平衡振动 。
喘振是 离心 风机 的独有特 性 。有台设 备在 使用 的
过程 中 ，发生 了严重 的喘振 ，高速 运转的 转子 与定子 发生 碰磨 ，造成 叶轮 损坏 、轴 承烧 坏 、齿 轮止推 盘轻
图６ 改造后 轮毂
改造完成后 ，检查运行状况良好 ，从根本上解决 了风机设计存在的缺 陷，确保 了风机长周期 的运行 。
ＧＭ （收稿 日期 ：２０１５／１０／２５）
（上接第 ３６页 ）
进 口品牌 的三级离 心风机 ，额 定排气压 力为０．８ＭＰａ， 客 户通过 简单 的拆除 第三级 叶轮 的方式 ，希望 能把排
复 ，修 复完 成后分 别进行 单件 动平衡 和组 装后动平 衡
试验 。同时采用ＤｙＲｏＢｅＳ软 件对轴 承及转子 动力学 系 统 进 行分 析 ，将 高速 可 倾瓦 轴 承进 行 国产 化 。３＋－月 后 ，所有零部 件修 复、加 工完成 ，现场组装开车成功 ， 至今运转平稳 。这 次成功的大修 ，为企业节省 了高 昂的 维修费用和 宝贵 的时 间。
二 、冷却塔风机故障
１．冷却 塔风 机 介绍 Ｌ９７５０Ｄ０７ＨＢ风 机是 专 门为 冷却塔 设计 的轴 流风 机 ，风机垂直安装 于冷 却塔顶部 ，逆时针转动 ，风机 叶 片通过连 接钢板 与轮毂相 连接 。叶片数量 为７个 ，材 质 为玻璃钢 。具体性能参 数如下。 叶轮直径 ： ９ ７５０ｍｍ； 叶轮转速 ： １０７ｒ／ｍｉｎ； 叶片安 装角调节范 围： ８。～１４。 ；
诎气 压 力降到０．６ＭＰａ，实现 节能效 果。结果 机组在运 行
一 段时 间后 ，由于排 气压 力过高 经常喘振 ，最 终导 致 通 ＆
叶轮 打坏 ，机组 损坏 。根据数 据计 算结果 ，当简单 的
～
拆除 第三 级叶轮 后 ，将会 引起实 际运行 点与原 始设计
芴 的重 大偏 离 ，表现在 空气动 力学 方面就是 气动性 能 曲