空冷风机轴承失效因素分析及解决策略

邱焕利

摘 要：空冷风机是联合装置动设备的重要组成部分，空冷风机的运行维护也一直是装置设备管理的重要组成部分。近年来芳烃联合装置一直处于高负荷生产，空冷风机能否平稳运行对芳烃装置长满优运行具有重要意义，特别是在夏季装置生产中，空冷风机能否正常运转对装置正常运行影响巨大，由于设计中空冷冷却能力并没有冗余，加上装置长期运行，空冷风机积灰积垢严重，一旦某台空冷出现故障，装置必须降负荷运行，需要较长时间的进行维修，给装置生产带来极大被动。

关键词：芳烃联合装置；空冷风机；故障；负荷运行；维修

芳烃联合装置由芳烃抽提和二甲苯装置两大部分组成，设计均为干式空冷，其主要作用是冷却塔顶汽相组分，保证分馏塔分离效果，以提高产品产率。本文结合芳烃车间进行预知维修和事后维修的工作实践，对芳烃车间空冷风机运行中出现的风机轴承失效原因分析，并提出了对应措施，从而避免和减少了空冷风机轴承故障现象。

1、风机轴承失效原因分析

在装置实际运行中，能引起风机轴承失效的因素有很多，具体如下：

（1）空冷风机轴承过载，引起轴承润滑油膜破坏，造成轴承磨损。导致的原因有：风机风叶角度调整过大，转动部分和静止部分有摩擦；转动皮带过紧；轴承工作间隙过小及运转时间过长等。

（2）润滑油方面存在的问题。润滑油粘度过高或过低；润滑油中有杂质颗粒，润滑脂带水使油脂乳化及润滑脂不足等。

（3）配件和装配原因。配件质量不合格；轴承滚动体和滑道表面粗糙，精度低；轴承游隙过大；风机轴和水平不垂直；个别叶片有破损，风机轴承箱固定不牢固；风机轴和电机轴平行度超标等因素。

2、芳烃车间空冷风机轴承失效分析

针对以上易引起空冷风机轴承失效的诸多因素，结合芳烃装置抽提装置空冷风机运行和维护实践，进行风机轴承失效因素分析：在抽提空冷共14台空冷检修中，造成空冷风机轴承失效的原因主要有：

（1）空冷风机轴承过载、风机振动等引起轴承润滑油膜破坏，造成轴承磨损和失效。

（2）空冷转动皮带过紧、过松或松紧不一致。

（3 ）配件和装配原因引起的轴承故障。

3、改进措施

3.1 空冷风机轴承过载，引起轴承润滑油膜破坏，造成轴承磨损

空冷风机的轴承设计均有相应的使用范围，风机长期超设计负荷运行，会造成轴承过载，最终可能造成轴承失效，导致空冷风机故障。由于芳烃装置长期处于高负荷运行状态，空冷冷却能力严重不足，影响了汽相冷却效果，为确保装置高负荷生产，车间认为在保证电机电流不超额定电流的情况下可以调大风叶角度会增强空冷冷却效果，以此来弥补空冷冷却能力不足的问题。事实上，在缺乏科学依据的前提下调大风叶角度（超过风叶调角范围）并未提高空冷冷却效果，却带来了空冷超负荷运行而引起的新问题：轴承过载引起轴承润滑油膜破坏，造成轴承、轴承箱磨损，使得风机振动加剧。由此原因导致的风机轴承检维修的具体

情况是：现场轴承箱拆除后，经常发现有轴承跑外圈、轴承保持架散架等现象。基于此种情况，车间通过进一步深入分析、统一认识，将现有的空冷风叶角度统一调回到标准范围（-12～7°），并且车间也实行了空冷风机轴承定期加脂制度，在清理加脂口，确保加脂质量的情况下定期进行空冷风机轴承定期加脂。这样以来，在保持空冷的冷却效果不变情况下，空冷风机运行情况明显好转，空冷风机一直处于平稳运行状态，因风机超负荷原因引起的轴承故障现象大大减少，明显延长了空冷风机的运行周期，确保了装置的经济效益。

3.2 空冷风机传动皮带过紧、过松或松紧不一致

芳烃车间现有空冷风机的传动方式为皮带传送方式。皮带过紧、过松或松紧不一致，容易导致风机负荷不平稳，并对风机轴承平稳运行带来不利影响。风机皮带过紧，使得皮带与大小带轮之间摩擦力增大，电机负荷增大，容易造成轴承负荷不均匀，从而造成轴承偏磨，最终引起轴承失效；皮带过松会使皮带与带轮之间摩擦力过小，造成皮带打滑，发生“丢转”现象，影响风机运行效率，同时会造成传送皮带磨损过快，不可避免地会出现风机频繁停运更换皮带的不良结果，这也是造成空冷风机运行不稳定性的一个因素；风机皮带松紧不一致也是引起空冷运行不稳定的一个重要因素；装置现有空冷风机轴承箱内均设计安装了三套轴承，针对风机皮带松紧不一致的现象，容易造成三套轴承受力不均，造成轴承跑内圈或跑外圈，继而会进一步造成恶性循环，引起空冷轴承失效。

为此，车间制定了相应的措施，保证风机皮带运行的均衡性。在空冷检修及安装方面，要求检修单位在检修安装风机皮带时，使用同一厂家、同一批次的产品，避免出现由于皮带本身长度不一而造成后续问题；加强车间管理人员、维修保运人员和现场操作人员的三位一体的立体性巡回检查制度，做到发现问题及时处理，将包括风机皮带在内的其他设备问题及时消灭在萌芽状态，避免出現风机运行不良；实行定期更换、紧固风机皮带制度，根据空冷风机运行周期，利用预知性维修的有利时机，及时更换或紧固皮带，做到防患于未然。

3.3 配件和装配原因。

配件质量不合格或装配不当也是空冷风机轴承失效的重要因素之一。轴承游隙过大会引起轴承风机运行振动，加速轴承磨损，若同时出现转动皮带松紧不一致还会加剧轴承磨损和振动。另外，风叶安装调试过程中由于叶片锁紧装置安装不良，顶丝与叶片浆根表面结合不紧密，或者由于叶片轴线的平面度不合适，造成测定好的叶片角度产生位移，从而造成叶片角度过大或过小，或者叶片角度不均衡，对风机运行产生不良影响，容易造成风机轴承负荷不均衡，加速轴承的磨损，最终造成轴承故障。芳烃车间曾出现上述由于叶片锁紧装置安装不良，造成空冷风机运行不均衡的现象，该空冷进行停机检查，发现风叶角度已产生了较大位移。由此原因引起的空冷运行问题多为风机振动加剧，必须引起注意。最后，风机轴承产生叶片轴承滚动体和滑道表面粗糙、精度低，风机轴和水平不垂直，个别叶片有破损，风机轴承箱固定不牢固，风机轴和电机轴平行度超标等因素也是造成风机轴承故障的诸多因素，

必须在实践中加强关注，避免此类问题的发生。