论检修工程中风机叶轮的拆卸与回装

论检修工程中风机叶轮的拆卸与回装

吴勇

大唐湘潭发电有限责任公司， 湖南省 湘潭市 411100

摘要：离心风机的叶轮因输送的介质造成磨损或附着，造成转子动平衡不好或失效，从而引发设备振动，严重则损坏风机设备，影响生产。现场施工空间狭小，厂房内无吊装点，更换轴承时拆卸、回装叶轮难度较大。故针对风机的构造特点及厂房的安装条件，制作叶轮拆装小工具，安全平稳地完成了叶轮的拆除、回装工作。

关键词：检修工程中；风机叶轮；拆卸与回装

1工程特点

乌鲁木齐石化 3 万吨 / 年烷基化混合芳烃试验装置工程施工中，热风机房有 3 台型号为 84-72-11NO8D 的风机更换轴承的检修任务。其中一台风机的轴承损坏，更换轴承必须先将风机叶轮拆卸，风机叶轮单体重量约为 150 kg。根据现场施工条件及风机结构特点，为叶轮轮毂增加了拆卸孔，并设计制作了风机叶轮拆卸、回装小工具。加工的拆卸孔对叶轮结构稳定性影响极小，且专用工具制作简单，操作方便，减少了拆除及回装的工作量，提高了工作效率，同时也最大限度的保障了拆装工作的安全性

1. 叶轮单体重量较大，重量约为 150 kg。（2）叶轮安装在风机风筒内，拆除、回装只能从进气口侧作业。作业空间狭小，风机风筒与进风道间距仅0.8 m（有效施工作业区域）。同时拆除、回装作业时工作体位不合理，又无法实现多人操作。（3）热风机通过蒸汽管束翅片加热空气为泵房供暖，蒸汽管束维护不当锈蚀严重，少量蒸汽泄漏到空气中，叶轮处的空气湿度大大增加，长时间累积造成叶轮与轴径 0~0.02 mm 的间隙中出现大量锈蚀，致使叶轮与轴之间的摩擦力显著增加。拆除、回装作业时必须保证叶轮与轴径垂直，否则无法保证拆除、回装作业的顺利进行，强行拆除、回装可能会损坏轴径、叶轮及叶轮内径。（4）叶轮进行拆除、回装作业时无可靠受力点。（5）因叶轮单体重量较重，仅靠人力徒手拆除、回装困难极大，且无法保证作业人员的施工安全。

大多数运行的风机在生产过程中不允许停机拆卸检修，因为设备解体检修耗费大量时间，影响生产运行。例如火力发电厂引风机和排粉风机，都属于离心式风机，在正常运行工况下，经常因叶轮磨损而失去动平衡，但电厂承担着发电供热的重要任务，长时间停运风机，将影响锅炉正常运行，导致发电及供热产量迅速下降。这种情况下，对风机实施在线检修极为关键，介绍离心风机在线动平衡的检修方法，能保证在较短时间内调整叶轮动平衡，恢复风机正常运行，保证装置稳定运行^[1]。

1.1判断振动来源

首先根据风机的运转状态判断振动来源，一般情况下，叶轮动平衡不好表现在风机叶轮侧轴承径向水平振动超标，水平振动反应转子和叶轮的动平衡较差，处于失衡状态。叶轮侧轴承径向垂直振动，一般都是轴承间隙过大或轴承质量问题造成，这种情况下则建议更换轴承。若判断振动来源并非转子动平衡失效，则在线动平衡检修法效果不显著，但有时通过叶轮动平衡法也可以缓解因其他原因引发的风机振动。如果风机的振动来源出自于叶轮侧轴承的水平振动偏差较大，则可判断该风机的转子动平衡失效，需要进行在线检修。

1.2初步测量

在风机正常运行过程中，用精密测振仪器测量风机叶轮侧轴承的水平振动值（一般取振幅位移值，μm），多次测量，取平均值并记录，提高测量的准确性。根据振动值计算并确定加装平衡块的重量，振动位移每 10 μm 对应则需要加装平衡块（17～24 g）进行调整，以此类推，用总位移量计算出加装平衡块的总重量。这里的（17～24 g）调整量为经验值，根据叶轮直径大小确定具体调整克数。

但是乌鲁木齐石化 3 万吨 / 年烷基化混合芳烃试验装置工程，热风机房有 3 台风机的检修任务，检修过程中发现其中一台风机的轴承损坏，更换风机轴承需将风机叶轮拆除^[2]。

2实施方案的选择

叶轮拆除、回装作业通常采用以下四种方法进行 ：①拆除风机风筒后敲击拆卸叶轮 ；②采用杠杆法拆卸叶轮 ；③热拆法 ；④采用特殊工具进行叶轮的拆除、回装作业。（1）拆卸风机风筒需要将风机的进、排气风道拆除，而风机风筒与支撑焊接在一起，若要拆卸风机风筒必须铲除基础灌浆层，施工工程量过大。而且厂房内无吊装点，风机风筒重量较大，作业存在较大的安全隐患，同时施工工序过于繁琐。（2）杠杆法拆卸 ：用吊带锁住叶轮扇叶，以风机风筒作为支点，利用杠杆原理拆卸叶轮。但叶轮壳体厚度仅为 8 mm，作业时无法提供牢固的支点 ；杠杆拆卸过程中随着杠杆倾斜，施加力的方向存在一定的偏斜角度，可能对轴造成损伤 ；施工现场空间狭小，无法提供足够的拉力拆卸叶轮。同时强行用撬棍撬动叶轮，容易造成叶轮壳体变形。（3）热拆法 ：给轴或者轮毂预先施加拆卸力，再用高温油或加热枪对轮毂加热使其温度升高，利用热胀冷缩原理逐渐增加轮毂与轴的径向间隙，使得叶轮在预先施加的拆卸力的作用下与轴分离。但受现场设备结构限制，在风筒内无法对叶轮或轴施加有效的拆卸力，同时风筒内空间狭小无法有效收集热油，而且用 3 把烤枪均匀加热风机轮毂将会占用全部的施工空间，存在极大地安全隐患。受现场施工空间、设备结构、施工条件的限制无法用热拆法拆除风机叶轮

^[3]。（4）现场测量叶轮轮毂发现叶轮轮毂直径远超轴径，有足够的空间加工拆卸孔。故可给叶轮轮毂加工两个拆卸孔，配套使用专用工具进行叶轮的拆除、回装作业。利用传动轴与叶轮为基点，有利于专用工具在狭小空间内的使用，还可以保证施工人员的安全。同时在作业时为叶轮提供了吊点、调整叶轮与轴中心的把手，避免了施工人员肢体进入风机风筒，最大程度的保证施工人员的安全，拆卸完成后对叶轮进行动平衡实验，保证叶轮具有良好的动平衡性能。（5）通过以上三种施工方法进行比较，给叶轮轮毂加工拆卸孔，配套使用专用工具更适用于叶轮的拆除、回装工作。

3操作方法

（1）于轮毂处加工拆卸孔 ：在叶轮轮毂外侧圆形端面的直径方向上对称钻两个 φ10 mm 的孔。加工孔要满足以下三点要求 ：①确保两孔垂直于轮毂端面，严禁偏斜 ；②两孔中心到轮毂端面圆心距离相等 ；③两个孔的深度保持一致。用 φ12 mm 丝锥于两孔处攻丝，两孔攻丝深度也必须一致。以上操作为的是尽量降低破坏叶轮动平衡的几率。为避免设备运转时因叶轮不平衡造成震动，在叶轮拆除后要对叶轮进行动平衡实验，保证叶轮回装后设备能够平稳运行。（2）将叶轮拆卸小工具紧固在叶轮上，紧固时应保证工具孔中心与轴中心尽量同心^[4]。（3）将千斤顶顶在轴头与拆、装专用工具基座间，匀速顶升千斤顶。因无吊装点，当叶轮即将与轴脱离时，用吊带一头锁紧专用工具一侧立杆，另一头探出叶轮壳体，以叶轮壳体为支点，使用撬棍向上提拉，防止叶轮与轴脱离时突然坠落。（4）叶轮回装时可以将工具的千斤顶基座拆掉，通过螺栓将工具与叶轮进行联接，同样将吊带另一头探出风机风筒，以风机风筒为支点，使用撬棍向上提拉，防止叶轮与轴脱离时突然坠落。并利用专用工具的两根立杆作为吊装与调整中心的把手^[5]。

结语

风机试运平衡块安装完成后，先不封孔，对风机进行试运转，启动风机至正常运行状态，用精密测振仪器对风机各轴承箱进行测振并记录，若轴承振动变小，说明本次平衡块位置正确，振动降低。否则，需重新确定动平衡点。

参考文献

[1]张耀东，张欣.新型检修装置的创新设计与应用[J].河北冶金，2018(05):63-65.

[2]刘爱南，宁德君.催化装置主风机组检修技术攻关[J].通用机械，2018(02):28-30.

[3]周源.简易龙门架和静平衡装置在轴流风机检修中的应用[J].中国设备工程，2017(07):74-75.

[4]郝家勇.烧结余热利用循环风机叶轮耐磨实践[J].浙江冶金，2016(Z2):57-60.

[5]赵守运.抽水蓄能机组冷却风机常见故障模式及维护策略研究[J].水电站机电技术，2016，39(06):48-51.