魏英豪　任永辉　侯长波　王俊光　李  杨　李  泉
（北京首钢股份有限公司）

摘　要：列举了高炉风机轴位移类故障的特点和表现形式，介绍了北京首钢股份有限公司高炉风机的一次轴位移故障，分析了故障的形成原因，采取相应的改进措施后，风机恢复正常运行，各项参数正常。
关键词：高炉鼓风机；轴位移；气封
大型高炉风机是现代钢铁企业炼铁工艺的核心设备之一，不仅提供高炉冶炼所需的压缩风，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力，并使高炉保持所需的炉顶压力。北京首钢股份有限公司迁安钢铁公司（简称迁钢公司）现有4台AV100型轴流式高炉鼓风机及配套设备，以三用一备的形式分别为公司3座高炉供风。本文介绍了迁钢公司4号风机的一次轴位移故障，分析了该类故障的形成原因，并提出了相应的改进措施。
1　问题的提出
2017年1月13日处理3号风机电机定子温度问题时，与4号风机倒机，4号风机9:46开机后，轴位移持续上升，Z高达0.62mm(0.55mm报警，0.8mm停机）,之后倒回3号风机停机，轴位移随着停机下降。2017年1月13日4号风机轴位移曲线如图1所示。

1月17日处理4号风机3号瓦漏油问题，检查轴位移传感器正常。实测推力间隙为0.79mm(上次安装值为0.64mm),超过标准0.65~0.75mm,在副推增加0.1mm厚垫片后，推力间隙调整为0.71mm,同时检查主副推力瓦，瓦面正常，无明显磨损，回装后备用。
1月18日13:30开4号风机试车，3号瓦漏油问题解决，15:21停4号风机，其轴位移和推力温度随之下降。2017年1月18日4号风机试车期间相关参数见表1,轴位移曲线如图2所示。

2　问题分析
风机轴位移过大的主要原因是转子轴向力增大，同时也不排除止推轴承发生磨损。转子轴向力的产生原因是叶轮两侧存在着压差。转子轴位移明显异常增大时，首先应排除是否为仪表故障而形成的假象，如果确认仪表无问题，则应引起高度重视。对新机组或系统重新开车、运行参数发生较大变化时，更要特别注意。转子一旦与定子产生轴向碰撞，对设备造成的损坏程度往往是灾难性的。能够引起轴位移增大的因素如下：
1)监测数据不准，传感器测量存在偏差。
2)负荷增大，位移增大。
3)推力温度升高，推力瓦钧金软化。
4)电机磁力线偏移，或电机移位。
5)温度引起的轴系变化，如转子或机体热胀冷缩，引起空气在风机内流动发生微小变化，造成轴向作用力变化。
6)气封或平衡管漏气，导致平衡力不足。
对以上问题进行逐项排查，首先为防止传感器故障，1月19日排除性更换轴位移传感器后，启动4号风机，逐渐增加静叶角度、升高风压，15:40静叶角度增加至42°(冬季正常工作角度）,风压升至0.338MPa,轴位移达0.47mm;16:15静叶角度增加至48°(高炉Z大工况）,风压升至0.399MPa,轴位移达0.52mm;保持静叶角度和风压运行，17:31轴位移达到0.63mm,轴位移上升逐渐缓慢。在此过程中，主推温度随轴位移增大而升高，Z高达63.7℃。从运行数据可排除传感器测量不准的因素。
轴位移会随着风机静叶角度增加而增大，是正常调节。风机运行时推力温度正常，推力瓦面检查（删除）正常，可排除推力瓦钓金软化的因素。另外，电机近期未做任何调整，磁力中心不会改变。
4号风机于2017年1月13日9:46开机后，轴位移值一直呈现上升趋势，采用S8000型在线监测系统于10:00和12:00分别采集了风机排气侧X向和Y向轴振动的波形图和频谱图，结果分别如图3~6所示。

由图3~6可见，在轴位移升高的时间段内，4号风机排气侧的X向和Y向轴振动波形图的峰值均在正常区间内，且未出现明显波动。
另外，对吸风和滤风等辅助装置进行了全面检查，并未发现异常。综合来看，可以排除风机轴系发生明显变化的可能性。

综合上述分析，可初步判定4号风机轴位移异常的主要原因为气封或平衡管漏气导致的平衡力不足。对机组气封和平衡管进行检测，发现气封上有明显磨损和折断的痕迹，故障特征较为明显。
3　改进措施及效果
2017年2月中旬对4号风机进行检修，处理气封漏气问题，低压侧气封重新镶，进气侧平衡封南北双侧，气封间隙平均为1.17mm,检修后恢复至0.4mm,试车后轴位移由0.15mm缓慢升高，稳定在0.52mm左右，但仍偏高(0.55mm报警，0.8mm停机）。5月结合高炉检修，对4号风机进行重新镶气封，做动平衡，检修回装后试机正常，当静叶角度为55.5°时进气侧X向轴振动波形图的峰值为27.4pm,轴位移为0.40mm,各项参数正常。
4　结语
轴位移异常是高炉风机运行过程中联锁停机的重要因素，相对于其他故障类型，轴位移类故障并不常见。同时，发生轴位移故障时应引起高度重视，其原因是多方面的，若不及时处理，则可能对机组造成严重的甚至有可能是灾难性的后果。本文以迁钢公司高炉风机的一次轴位移故障为例，详细介绍了轴流式高炉风机轴位移类故障的原因和相关的故障分析及处理，以期为广大冶金同行提供参考。

来源：《首钢科技》