循环水冷却塔风机故障原因及改造探讨

循环水冷却塔风机故障原因及改造探讨

高国玉张贵斌

山东格瑞德集团有限公司山东省德州市253000

摘要：冷却塔风机的主要作用是把冷却塔内已经进行热交换后的热空气从顶部抽出，引导低温空气从底部冷却塔进风处进入，是整个冷却塔的核心，也是循环冷却水系统的重要设备。

关键词：冷却塔风机；故障分析；预防措施

引言

循环水冷却塔在工业水降温、蒸发散热中起着重要作用，该装置主要与凝汽器连接在一起，只有装置系统保持正常运行状态，其作用才显著。风机是冷却塔系统中的重要组成部分，其在运行中经常会出现故障，相关人员要做好风机故障研究工作。风机主要位于塔顶，其数量不止1台。每台风机的设计流量和转速都是统一固定数值，组成部件有电机、减速器、叶片等，这些构成部件都有可能出现异常，相关人员还要在风机初运行时便做好构成部件正常状态下的信息记录工作，并将这些原始记录作为故障检修参考。风机故障会对冷却塔系统运行造成负面影响，因此要着重解决每种故障，使风机及冷却塔运行更加可靠。

1冷却塔风机结构

７５ｋＷ循环冷却水系统冷却塔风机主要由叶片、轮毂、风冒、减速器、传动轴、润滑油管、电动机、电动机座、支撑架、减速器座、风筒等组成，其结构示意图如图１所示。该循环冷却水系统冷却塔风机采用传动轴将电机置于风筒外边的外驱动方式，以改善电机的工作环境。电动机为６极多速电机，通过长３.４ｍ细杆空心传动轴与减速箱相联。减速箱上端安装有整流罩、叶片等部件，叶片采用高强度环氧树脂材料，通过锻压成型为空心结构，轮毂为双板结构，叶片被轮毂夹紧后两者会形成一个封闭空间。减速器为ＷＢ型循环水冷却塔风机专用卧式减速器，二级减速，第一级采用锥齿轮传动，第二级采用斜齿轮传动。齿轮由钛合金钢材料制作，齿面均为硬齿面，润滑方式为浸油、甩油；联轴器采用弹性柱销联轴器，传动轴为不锈钢材料。油标设置在塔的外面，包括两根钢管：一根是气管，由减速箱的上盖引出；另一根是油管，由减速箱的下部引出。油标不但能对油位进行观察，也可以利用油标上部的螺孔和截止阀来实现加油或放油。

１－叶片；２－轮毂；３－风冒；４－减速器；５－传动轴；

６－润滑油管；７－电动机；８－电动机座；

９－支撑架；１０－减速器座；１１－风筒

图１７５ｋＷ循环冷却水系统冷却塔风机结构示意图

2风机故障原因分析

（1）设计原因。风机为综合性结构，每一部分都要经过精心设计，否则部件功能就发挥不好，甚至影响风机运行，使风机出现振动等状况。如果这些部件受力点过于集中，也会导致风机负荷运行。风机转速都有固定标准，超过标准风机运行就会受到影响。若风机热态对中不良，风机也无法保持正常运行。

（2）制造原因。组装成构件的小零件，尺寸和规模形状等都要与其他零部件相协调，使构件整体性增强，组装成的风机质量也能满足要求。如果零部件精度差，会与其他部分不匹配。另外这些零部件制造质量差，既不能满足风机质量要求，在后期运行中也容易出现缺陷。转子动平衡也会受到影响。

（3）安装维修。在安装环节，风机在冷却塔中的位置不合理或发生严重错位现象，也会导致风机运行负荷。风机的轴系应保持左右对称，管道安装精度以及机械配合性质等都应满足要求，既可减少风机维修次数，也可保证顺利运行。但在实际中，这些部分往往不符要求。

（4）操作运行。工作人员在操作风机时，常忽略风机工艺参数问题，一旦出现介质温度变化或压力巨变等状况时，机械运行都会受到影响。转速及荷载都有规定要求，超过此范围，机械运行效率就会下降。机械运转中，工作人员若不能及时更换润滑油，构件摩擦会更加严重。转子或启停机出现故障，却得不到及时维修处理，风机也会失稳。

（5）机械恶化。风机长期运行，工作效率必然下降，转子挠度会变大或发生质损，零部件也需要更换。机械在运行中也会出现沉降变形等情况，需要对机械基础进行检查，并做好维护等工作。

3循环水冷却塔风机改造技术措施

3.1根据故障原因寻找改造点

（1）将风机的运行参数作为技术改造内容。主要对减速器的传动比进行调整，该数值与斜齿轮类型有关，斜齿轮分为主被动2种，相关人员要改变斜齿轮的齿数和模数等，最终会发现斜齿轮的旋转角会变小，但接触强度和完全强度的安全系数却会提升。（2）更换电机类型和功率，更换后的循环水冷却塔电机功率为132kW，型号为YB2315L2-6W。

3.2其他改造措施

（1）改造安装角度，使其比之前多倾斜6°。

（2）改变联轴器金属叠片的形状，八角形更有利于提高其性能，使弹性和硬度参数满足风机运行要求。叠片在运行中也会受到剪切扭力影响，八角形式可以减轻这些影响，使叠片更换不再频繁。

（3）改造冷却塔。工业循环水对冷却塔的功能要求很高，为了使冷却效果更显著，应改善冷却装置圆球形填料，使其不易被损坏。原球形填料以及喷头装置、收水器等元件早已不符合生产工艺要求，要选择更加适合的薄膜填料、开孔拱形板填料代替原填料，如PVC材料可以减少填料变形情况。改造内容主要在温度，所以可以保持处理量不便，温度差可控制在约9℃。

（4）改变风机的运行频率，达到节能目的。主要对启动方式进行改善，柔性启动更能满足变频要求，且不会对变速齿轮产生压迫，使启动状态下的变速齿轮处于正常运行状态，在风机运行中，冷却装置发挥冷却作用，水温会发生变化，为了同时满足降温和节能目的，相关人员应对风机转速改变方式进行控制，使其能根据水温变化而自动变化。变频改造技术措施还可以使冷却装置的运行工况更良好。

（5）更换润滑油。润滑油在变速箱中不仅起到润滑效果，还起到防锈及抗氧化作用。考虑到齿轮的运行要求，可以空气压缩机油来代替原油，以保证在使用过程中不会出现油质变化问题。

（6）安装调试改造。改造安装中的工具需做到专业化，安装图纸需经过严厉审核，安装过程应有监督，齿轮安装精度以及相关构件的匹配度等都要满足要求。安装改造中，要注意各轴及齿轮之间的匹配程度。安装完毕，需对产生振动的部位进行调试。

结语

设计人员应根据用户实际使用情况进行具体分析判断。企业在配备设备时也应进行多方比较，确保选用优质的产品。同时，企业还应做好风机运行中的日常监测和维护保养，及时掌握风机的工作状况，严格按照操作规程进行操作，合理安排维护周期，加强设备检测和维修，尽可能地减少故障的发生，确保风机的安全运行，降低维修成本，保证企业正常生产。

参考文献

[1]金荣植.齿轮热处理常见缺陷分析及对策[Ｍ].北京：化学工业出版社，２０１４.

[2]秦文防,田明焕.矿井轴流通风机轮毂的强度校核与模态分析[J].风机技术,2012(1):44-47.