动叶可调轴流风机常见故障分析熊信祥

动叶可调轴流风机常见故障分析熊信祥

熊信祥

（神华国华九江发电有限责任公司江西九江332500）

摘要：在工业生产中，风机的应用非常广泛，其性能的优劣对生产的效率和质量都会产生非常大的影响。在风机的使用中，部件其质量的好坏，使用寿命的长短都会决定着风机的使用状况。由于工作负荷以及其他问题，轴流风机经常会出现一些故障，这就会影响到风机的实际使用。基于此，本文根据生产中的实际经验，对轴流风机叶片常见的故障进行相关的分析探讨，希望本文的论述对风机的使用寿命的延长能有一定的帮助作用。

关键词：动叶；轴流风机；工作原理；断裂；影响；探讨

1动叶可调轴流风机工作原理

动调风机运行时,气流由系统管道流入风机进气箱后改变方向,经集流器收敛加速后流向叶轮,电动机动力通过叶轮对气流作功,动叶的工作角度与叶栅距可无级调节,由此可改变风量、风压,满足工况变化的需求;气流由轴向运动经叶轮作功后变为螺旋运动,流出的气流经后导叶转为轴向流动,再经扩压器流至系统满足运行要求。

2动叶可调轴流风机常见的一些故障如下：

2.1轴承箱油封泄漏油分析与防治措施

轴承箱油封出现泄漏时，在外部不易察觉，其表现的现象为控制油站油位持续下降，在出口围带密封较差时会有润滑油流出。严重时会使控制油箱内润滑油，在短时间内严重短缺，甚至造成轴承箱缺油，轴承烧损、风机停运的恶性事故。

2.1.1油封质量差

风机在高速运转的过程中油封会受到高速摩擦，在这种情况下若油封质量不可靠，极易造成损坏。在选购油封时应选购性能优良的油封，因为油封一旦损坏，若要更换会造成高额的检修费用。一般情况下，应选购氟胶全密封式骨架油封，虽然这种油封价格较贵，是普通油封的2―3倍，但却会大大提高设备的安全性、可靠性，有效延长设备检修周期。

2.1.2油封安装不良

安装氟胶全密封式骨架油封时，一定要讲究检修工艺，严禁野蛮作业。安装油封时，要将轴承箱垂直放置，然后将油封放置在轴承箱端盖中心处，在油封外端垫放上专用衬套，然后用铜棒均匀打入轴承箱端盖，用力要均匀，严禁用铜棒直接敲击油封。

2.1.3间隔衬套缺陷或安装不良

间隔衬套是决定油封使用寿命的重要部件，若其有缺陷或外表面光洁度差，会使油封在短时间内损坏。间隔衬套的外表面光洁度要达到规定的标准，不能有麻点、沙眼等缺陷。安装时要在其外表面薄薄涂抹一层7014高温润滑脂，然后将间隔衬套水平放置在轴承箱端盖中心处，用铜棒均匀打入轴承箱端盖。

2.2动叶可调轴流风机的失速与喘振现象

2.2.1失速现象

轴流风机叶片通常是机翼流线型，当冲角<临界冲角或为0时，气流将绕过机翼使其流线平稳。而一旦冲角超过某一个临界值，叶片背面的流动恶化，使其边界遭遇破坏，叶片背部的尾端涡流加宽，增加了阻力，降低了升力，阻塞叶道，出现失速现象.

2.2.2喘振现象

由于瞬间内风机能头及流量发生周期性、不稳定反复变化，使得动叶可调轴流风机产生喘振现象。动叶可调轴流风机具有驼峰型曲线的性能，使得其存在峰值点，而峰值点左侧是喘振区，右侧是稳定的工作区。一旦风机工作点掉落到喘振区，就会发生喘振现象，给设备以及建筑物造成危害。

2.2.3两者之间的区别和联系

动叶可调轴流风机发生失速现象时仍可继续运行；而出现喘振现象时无法正常运行。失速主要是由于叶片结构产生出空气动力的工况，有规律可循，且影响的因素有叶轮自身、气流以及叶片的结构等；但喘振现象的发生主要是由于外界条件造成的。失速与喘振之间的关系较为密切，失速可以诱发喘振。

2.3风机叶片出现断裂的原因分析

2.3.1叶片断口分析

通过对叶片断裂情况进行考察，发现风机叶片的断裂位置是钢法兰盘与叶身之间的焊脚。对开裂叶片进行检查，叶片的迎风面焊缝已经裂透，断面沿厚度方向逐渐往焊缝方向倾斜，裂透焊缝的内侧都是沿着法兰盘侧焊脚线开裂的，全部断面都位于焊缝区域内。

通过高倍扫描电镜的观察，可看出叶身和叶柄的焊区都是疲劳断口，焊缝内侧表面参差不齐，疲劳裂纹从钢板内侧向外扩展，属于多起裂源的疲劳断裂。该结构是在强烈应力集中的位置发生的疲劳断裂。而从断面裂纹方向看，引起断裂的主要应力为振动在叶根部的交变弯曲应力。

从叶片已开裂的焊缝剖面金相组织观察，焊缝区组织为柱状晶奥氏体和晶状铁素体组织。母材区组织为等轴状奥氏体，晶界有微细的碳化物析出。焊缝厚度与钢板厚度相当，但底部存在未熔合。焊缝微观组织基本正常。

2.3.2叶片断裂的原因分析

首先分析的是叶片的制造过程。叶片焊缝的设计载荷小于总负载，叶片材料正常，但是中空薄钢板的叶片叶身以单面焊接的形式焊接在刚性很大的法兰盘上，同时叶片焊缝内侧边缘存在焊瘤、未焊透等缺陷，造成内部边缘应力集中严重。而且还难以检测。裂纹全部是从内缘缺陷位置开始扩展的疲劳断裂裂纹。故叶片结构和焊接缺陷是风机叶片断裂的原因之一。

其次要分析风机的运行状况。由于该4台风机安装的空间尺寸要求紧凑，如果管网运行中出现其它情况时，风机实际运行工况点很容易进入不稳定区域。同时通过检查发现，由于布置不当，导致系统局部阻力大大增加，对轴流风机进气气流组织极为不利，有效通风面积减小。根据现场风机单体调试时的实测数据，可知风机实际运行是在进气流极不均匀的状态下运行。上述这些问题都是造成叶片断裂的原因所在。

3.相关的措施建议

通常，轴流风机的安全运行，除风机本身的结构必须合理，制造和安装质量应符合技术要求外，还要保证所有的运行工况点都不会落入不稳定工况区内。因此，针对该轴流风机，拟采取以下整改措施：

首先变更风机叶片制造工艺、设计结构和焊接工艺，加强对焊缝检验的力度，并重新从理论计算、样机试验、运行业绩三方面论证整改方案。

其次对系统管道进行修改，增加风道弯头导流叶片和静压箱等措施，降低系统管道的阻力，对系统阻力进行重新核算。

再次增加系统风机运行的监控措施，该系统风机仅出风口风压在PLC机有显示，其它风机运行参数没有直观的显示，所以对重要系统的风机应增加必要的监测手段，以便随时监控风机的运行工况，保证风机的安全运行。

4.结语

通过上文论述，对轴流风机的一些故障的原因有了一定的了解，在实际生产中，风机在工业厂房的使用过程一般采用数台风机并联的方式进行组装工作，工作环境上相对比较复杂，因此容易出现一些损毁的问题。希望本文的论述对未来风机性能的维护有一定的帮助作用。

5参考文献

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