双级动叶可调式轴流引风机故障分析

双级动叶可调式轴流引风机故障分析

张立刚

内蒙古包头第一热电厂  内蒙古 包头市 014000

摘要：本摘要对双级动叶可调式轴流引风机的故障进行了全面分析。文章首先概述了双级动叶可调式轴流引风机的原理与结构特点，然后详细分析了常见的故障类型及其原因，包括动叶调节失灵、轴承故障、叶轮损坏、电气系统问题等。最后，提出了针对这些故障的预防和解决措施，以保障引风机的正常运行。

关键词：双级动叶；可调式；轴流引风机

引言

双级动叶可调式轴流引风机作为火力发电厂中重要的辅助设备，其主要功能是为锅炉提供充足的燃烧空气，确保锅炉燃烧稳定，提高锅炉效率。同时，它还具有调节炉膛压力、减少炉膛爆炸等重要作用。然而，在长时间的高温、高压、高速气流作用下，引风机易出现故障，影响其正常运行。本文将对双级动叶可调式轴流引风机常见故障进行详细分析，并提出相应的解决措施，以提高引风机的运行可靠性和稳定性。

一、双级动叶可调式轴流引风机概述

1.1 设备简介

双级动叶可调式轴流引风机是一种广泛应用于火力发电厂、冶金、化工等行业的大型工业风机。该风机主要由叶轮、壳体、调节装置、轴承、电机等部分组成。其特点是叶轮采用双级结构，动叶片可调节，以适应不同工况下的通风、引风需求。

1.2 工作原理

双级动叶可调式轴流引风机的工作原理基于流体力学的轴流风机原理。当电机驱动叶轮旋转时，气流在叶轮的作用下产生轴向流动。双级叶轮结构使得气流在通过第一级叶轮后，进入第二级叶轮进一步加速，从而提高风压和风量。动叶片可调节角度，以改变气流通道的截面积，实现风量的调节。

1.3 主要性能参数

双级动叶可调式轴流引风机的主要性能参数包括风量、风压、功率、效率、转速等。其中，风量是指风机在单位时间内能输送的气体体积，通常以立方米每小时（m³/h）或标准立方米每小时（Nm³/h）表示；风压是指风机产生的气体压力，单位为帕斯卡（Pa）；功率是指风机运行时所需的电能，单位为千瓦（kW）；效率是指风机能量转换的有效率，通常以百分比（%）表示；转速是指风机叶轮的旋转速度，单位为转每分钟（rpm）。这些性能参数直接关系到风机的使用效果和适用范围。

二、故障案例介绍

2.1 故障现象描述

双级动叶可调式轴流引风机在运行过程中突然出现流量不稳定、噪音增大、振动加剧的现象。通过对设备的实时监控发现，风机的出口风量时大时小，无法维持在设定值附近，同时，风机运行时的噪音和振动水平远超正常范围。在故障初期，操作人员尝试调整风机的进口导叶和动叶角度以期恢复风量稳定，但调整后风机运行状况未见明显改善。

2.2 故障发生的环境与条件

故障发生时，双级动叶可调式轴流引风机处于满负荷运行状态，外部环境温度为30℃，相对湿度为60%。现场检查发现，风机进口和出口的管道均无明显的堵塞或泄漏现象。此外，故障发生前，系统工作压力、电压和频率等参数均在正常范围内。

2.3 故障影响分析

故障导致双级动叶可调式轴流引风机无法正常工作，影响了整个系统的稳定运行。由于风量的不稳定，后续工艺流程中的气流组织受到破坏，影响了产品质量。同时，风机运行时的高噪音和高振动对周边环境和设备也造成了损害风险。由于故障风机是关键设备，其故障还导致了整个生产线产能的下降，经济损失严重。

三、故障分析

3.1 故障原因初步判断

双级动叶可调式轴流引风机在运行过程中可能出现的故障原因多种多样，初步判断可能包括以下几个方面：叶片损坏或变形：由于长期运行在高速旋转的环境中，叶片可能会出现疲劳损伤、裂纹或变形，这会严重影响风机的气动性能。轴承磨损：轴承作为风机旋转部件的关键支撑，若润滑不良或长期磨损，可能导致风机运行不稳定，甚至出现故障。齿轮或传动装置故障：齿轮的磨损或损坏，以及传动装置的故障，都会引起风机转速变化，进而影响其工作效率。电气系统问题：包括电源电压不稳定、控制柜故障、电缆老化等，都可能导致风机无法正常工作。密封件损坏：若风机密封件损坏，将导致漏风，影响风机的吸入和排出效率。积灰或堵塞：灰尘、污物在风机内部的积累，尤其是叶轮和进口处的堵塞，会减少风量，降低风机效率。

3.2 故障诊断方法

为了准确判断上述初步判断的故障原因，需要采用一系列的故障诊断方法，包括但不限于：视觉检查：通过直接观察风机的各个部件，检查是否有明显的损坏、磨损或异物附着。听觉诊断：通过听风机运行时的声音，判断是否存在异常响声，如撞击、摩擦等。振动分析：通过测量风机的振动情况，分析轴承、齿轮等部件的磨损或损坏程度。温度监测：监测风机运行时的温度变化，判断是否存在过热现象，进一步分析可能的热点位置。

3.3 故障原因详述

在采用了上述故障诊断方法后，对双级动叶可调式轴流引风机故障原因的详述将基于诊断结果进行。例如：叶片损坏或变形：通过视觉检查和振动分析发现叶片存在裂纹或变形，进一步的可以通过叶轮平衡测试来确定叶片的损坏程度。

轴承磨损：通过振动分析和温度监测发现轴承区域振动异常或温度升高，可采用拆解轴承检查滚珠或滚柱的磨损情况。齿轮或传动装置故障：通过听觉诊断和振动分析可初步判断，齿轮的磨损或损坏可通过齿轮的磨损标记或斑点来判断。电气系统问题：通过电气测试可以发现电缆老化、绝缘性能下降等问题，控制柜的故障则需通过专业的控制逻辑检查和电路板诊断。

四、故障解决与预防措施

4.1 故障处理过程

双级动叶可调式轴流引风机在运行过程中若出现故障，将严重影响生产效率和设备安全。故障处理过程通常包含以下步骤：故障诊断：首先通过观察风机运行状态、监测数据以及用户反馈，确定故障现象。常见的故障现象包括风机振动、噪音增大、风量异常、能耗上升等。故障分析：根据故障现象，分析可能的原因。这可能涉及到对风机的设计参数、运行条件、维护状况等多方面的考量。例如，叶轮失衡、轴承磨损、密封件老化等都可能导致风机故障。故障排除：根据故障分析的结果，采取相应的措施进行故障排除。这可能包括调整叶轮间隙、更换轴承、修理或更换密封件等。故障复现与验证：在故障排除后，需要对风机进行试运行，验证故障是否已经彻底解决。

4.2 改进措施

为了提高双级动叶可调式轴流引风机的可靠性和稳定性，可以采取以下改进措施：优化设计：对风机的设计进行优化，确保其在各种工况下都能高效稳定地运行。例如，采用更先进的叶型设计，提高风机的风量和效率。强化制造与装配质量：确保风机的制造和装配过程符合严格的标准，特别是对于动叶片的加工，需要精确控制其角度和平衡性。完善维护体系：建立和完善风机的维护体系，包括定期检查、保养和更换易损件，以减少故障发生的概率。

4.3 预防措施的实施与效果验证

预防措施的实施与效果验证是确保风机长期稳定运行的关键：实施预防措施：根据历史故障数据和运行经验，制定预防措施，如改进冷却系统以降低轴承温度，或优化润滑系统以减少磨损。定期检查与维护：按照预防性维护计划进行定期检查，及时发现并处理潜在问题。效果验证：通过实际运行数据来验证预防措施的效果。持续优化：根据效果验证的结果，不断调整和优化预防措施，以实现风机运行效率和安全性的持续提升。

结语

总的来说，双级动叶可调式轴流引风机的故障分析和预防是一个系统性的工作，需要我们从多个方面来进行考虑和处理。希望通过本篇论文的研究，能够为双级动叶可调式轴流引风机的运行维护提供一些参考和帮助。

参考文献

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[3]李春宏.轴流通风机失速与喘振分析[J].风机技术!2009(12):13-15