2015-07-21 09:12:18 來源:水泥人網

尾排風機葉輪中盤裂紋的現場處理

摘要:大風機風葉在中盤與軸盤連接法蘭出現這么大的裂紋,國內比較少見,風機廠如果能充分考慮風葉中盤的抗疲勞強度及安全系數,改進加工工藝,和在出廠前對焊縫作探傷檢查就有可能避免此種情況的發生。

1 存在的問題

我公司現有兩條2500t/d熟料生產線,一線投產時間為2006年12月23日, 二線投產時間為2008年5月13日。一線的尾排風機為浙江某廠生產,型號為Y4-73No.28D,處理風量480000m3/h,全壓為1 800Pa,轉速593 r/min,電機功率400kW 。在一線生產過程中發現尾排風機能力有時會不足,特別是余熱發電投入使用后,表現為高溫風機出口負壓值偏低,甚至會出現正壓冒灰塵的情況。因此在二線建設時在選擇同一個風機生產廠的前提下把尾排風機選稍大一些,所選擇的窯尾排風機型號為XY4G-SY2850D,流量510000 m3/h,全壓1900 Pa,轉速580 r/min。 電機型號為YKK450-10,功率450kW,電壓6kV。

二線尾排風機使用到2009年11月19日,二級巡檢時發現振動值偏大,但是風機軸承溫度正常,高值為38.9 ℃;電機軸承溫度正常,高值為41.3 ℃;風機電流正常,為50 A(6 kV),波動很小;停機檢查聯軸器同心度偏差0.2 mm。由于正值生產旺季,振動也還不太大,決定繼續生產,但是要求加強巡檢頻次。到11月24日,現場發現風機振動已明顯加劇,短時還發生劇烈的跳動,現場立即緊急停機,止料停窯處理。

由于風機進口百葉閥風門無法完全關死,此時C1筒出口溫度還有400多度,風機內溫度有130多度,一時無法進入風機內部進行檢查。決定本著先易后難的原則分兩步進行檢查排除故障。在等待窯系統冷卻時先對風機的傳動部分進行調整同心度,如還不解決問題再進入機殼內檢查風葉。將電機連軸器拆掉后,調整同心度到軸承座水平度每米0.04 mm,連軸器徑向跳動為0.035 mm。完成后,空機試車,發現振動值依舊很大(此前注意開啟C1筒出口冷風閥,關閉去余熱發電的風門和進增濕塔的風門,在這個時候要確保高溫風機葉輪轉動,如輔傳無法使用,必須用人工盤車)。打開風機殼體上的檢視門,利用煙囪抽力,以確保風機腔體溫度快速下降。等內部溫度只有30多度時從檢修門進風機內部檢查:我們首先進行風葉清掃,發現積灰很少,可以排除因積灰引起的振動;仔細檢修后發現尾排風葉的中盤與軸盤連接法蘭的焊縫已經出現近大半個圓周的裂紋,總長度超過2 m,而且還有數條裂紋已經向風葉外緣方向放射狀擴散,而且從兩面看都有非常清晰的裂紋,可見裂紋已經裂透了20 mm厚的葉輪中盤鋼板,見圖1。

2 原因分析

(1)加工工藝不合理。中盤與軸盤的連接除用16根螺栓固定外,在中盤背面與軸盤法蘭外圈有焊縫,裂紋是沿著焊縫邊開裂,加了焊縫后反而使焊縫應力集中,造成中盤抗疲勞強度減弱易開裂。

(2)在長期的使用過程中受窯系統升溫或止料而產生多次冷熱交替,在沿應力集中的部位產生裂紋開始沿焊縫發展,到后期開始徑向發展,最后引發劇烈振動,導致風葉失效。

(3)風機廠在生產風葉時為了增加風量和全壓,只是將風葉尺寸和角度進行調整,葉輪中盤的尺寸和鋼板厚度未加大(一、二線兩臺尾排風機葉輪的中盤規格和軸盤尺寸完全相同,而且鋼板厚度一樣),或者在設計時選用的安全系數較小,抗疲勞強度偏小是本次葉輪出現裂紋的另一原因。

(4)風機出廠時沒有做探傷試驗,出現焊接裂紋也可能是造成本次事故的原因之一。

3 處理方法

由于沒有備件,生產又緊張,現場采用如下辦法進行搶修:

(1)查風機廠家風葉板面材質為16Mn,準備用焊接的辦法和增加中盤剛度的辦法臨時處理?,F場準備大功率直流焊機、氣刨等工具,拆掉尾排風機百葉閥門和進風錐(輪蓋)后,打開尾排風機機殼上蓋,將產生的裂紋雙面均用碳弧氣刨刨開坡口,用507焊條進行焊接,在焊接時注意連續焊接,及時清理結渣,同時不時用小鐵錘輕輕敲打焊縫,使焊縫晶化,防止出現裂紋。如果出現裂紋,一定要刨開重焊。焊接前后情況見圖2、3。

(2)檢查風葉中盤兩面確認沒有裂紋后,在連軸器側的中盤上均勻地加6道徑向加強筋,以減輕葉輪中盤的軸向力。筋板選用厚為20 mm的鋼板,尺寸為50×400。避開連接法蘭螺栓均布進行滿焊。

(3)在中盤的另一面(風葉端)把一塊外徑為Φ1 300 mm,內徑為Φ780 mm,厚為12 mm的鋼板作為加強板焊接在葉輪中盤上。在預制加強板的時候應當預留16個Φ30孔,以避開連接法蘭螺絲帽,注意焊接質量。

(4)現場仔細清理風葉積灰,為下一步找好動平衡作準備。

完成后,將風閥、進風錐(輪蓋)、機殼上蓋安裝回去,現場調節動平衡??諜C試車后測水平振動值為4.6 mm/s,軸向振動值為2.2 mm/s,振動值為1.0 mm/s,完全達到使用要求。

4 結束語

大風機風葉在中盤與軸盤連接法蘭出現這么大的裂紋,國內比較少見,風機廠如果能充分考慮風葉中盤的抗疲勞強度及安全系數,改進加工工藝,和在出廠前對焊縫作探傷檢查就有可能避免此種情況的發生。對此事故,我公司現場處理后風機運行效果很好,但也造成了70多小時的停窯損失。因為此次處理時采用焊接的方法,焊接應力無法完全消除,而且在處理葉輪中盤時不能鉆止裂孔,還存在一定的設備運行隱患。對此臺設備公司設備部門特別要求:加強三級巡檢,只要有機會就一定要進風機內部檢查焊縫。公司還準備了一個葉輪,作為備用。

水泥人網】摘要:大風機風葉在中盤與軸盤連接法蘭出現這么大的裂紋,國內比較少見,風機廠如果能充分考慮風葉中盤的抗疲勞強度及安全系數,改進加工工藝,和在出廠前對焊縫作探傷檢查就有可能避免此種情況的發生。

1 存在的問題

我公司現有兩條2500t/d熟料生產線,一線投產時間為2006年12月23日, 二線投產時間為2008年5月13日。一線的尾排風機為浙江某廠生產,型號為Y4-73No.28D,處理風量480000m3/h,全壓為1 800Pa,轉速593 r/min,電機功率400kW 。在一線生產過程中發現尾排風機能力有時會不足,特別是余熱發電投入使用后,表現為高溫風機出口負壓值偏低,甚至會出現正壓冒灰塵的情況。因此在二線建設時在選擇同一個風機生產廠的前提下把尾排風機選稍大一些,所選擇的窯尾排風機型號為XY4G-SY2850D,流量510000 m3/h,全壓1900 Pa,轉速580 r/min。 電機型號為YKK450-10,功率450kW,電壓6kV。

二線尾排風機使用到2009年11月19日,二級巡檢時發現振動值偏大,但是風機軸承溫度正常,高值為38.9 ℃;電機軸承溫度正常,高值為41.3 ℃;風機電流正常,為50 A(6 kV),波動很小;停機檢查聯軸器同心度偏差0.2 mm。由于正值生產旺季,振動也還不太大,決定繼續生產,但是要求加強巡檢頻次。到11月24日,現場發現風機振動已明顯加劇,短時還發生劇烈的跳動,現場立即緊急停機,止料停窯處理。

由于風機進口百葉閥風門無法完全關死,此時C1筒出口溫度還有400多度,風機內溫度有130多度,一時無法進入風機內部進行檢查。決定本著先易后難的原則分兩步進行檢查排除故障。在等待窯系統冷卻時先對風機的傳動部分進行調整同心度,如還不解決問題再進入機殼內檢查風葉。將電機連軸器拆掉后,調整同心度到軸承座水平度每米0.04 mm,連軸器徑向跳動為0.035 mm。完成后,空機試車,發現振動值依舊很大(此前注意開啟C1筒出口冷風閥,關閉去余熱發電的風門和進增濕塔的風門,在這個時候要確保高溫風機葉輪轉動,如輔傳無法使用,必須用人工盤車)。打開風機殼體上的檢視門,利用煙囪抽力,以確保風機腔體溫度快速下降。等內部溫度只有30多度時從檢修門進風機內部檢查:我們首先進行風葉清掃,發現積灰很少,可以排除因積灰引起的振動;仔細檢修后發現尾排風葉的中盤與軸盤連接法蘭的焊縫已經出現近大半個圓周的裂紋,總長度超過2 m,而且還有數條裂紋已經向風葉外緣方向放射狀擴散,而且從兩面看都有非常清晰的裂紋,可見裂紋已經裂透了20 mm厚的葉輪中盤鋼板,見圖1。

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2 原因分析

(1)加工工藝不合理。中盤與軸盤的連接除用16根螺栓固定外,在中盤背面與軸盤法蘭外圈有焊縫,裂紋是沿著焊縫邊開裂,加了焊縫后反而使焊縫應力集中,造成中盤抗疲勞強度減弱易開裂。

(2)在長期的使用過程中受窯系統升溫或止料而產生多次冷熱交替,在沿應力集中的部位產生裂紋開始沿焊縫發展,到后期開始徑向發展,最后引發劇烈振動,導致風葉失效。

(3)風機廠在生產風葉時為了增加風量和全壓,只是將風葉尺寸和角度進行調整,葉輪中盤的尺寸和鋼板厚度未加大(一、二線兩臺尾排風機葉輪的中盤規格和軸盤尺寸完全相同,而且鋼板厚度一樣),或者在設計時選用的安全系數較小,抗疲勞強度偏小是本次葉輪出現裂紋的另一原因。

(4)風機出廠時沒有做探傷試驗,出現焊接裂紋也可能是造成本次事故的原因之一。

3 處理方法

由于沒有備件,生產又緊張,現場采用如下辦法進行搶修:

(1)查風機廠家風葉板面材質為16Mn,準備用焊接的辦法和增加中盤剛度的辦法臨時處理?,F場準備大功率直流焊機、氣刨等工具,拆掉尾排風機百葉閥門和進風錐(輪蓋)后,打開尾排風機機殼上蓋,將產生的裂紋雙面均用碳弧氣刨刨開坡口,用507焊條進行焊接,在焊接時注意連續焊接,及時清理結渣,同時不時用小鐵錘輕輕敲打焊縫,使焊縫晶化,防止出現裂紋。如果出現裂紋,一定要刨開重焊。焊接前后情況見圖2、3。

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(2)檢查風葉中盤兩面確認沒有裂紋后,在連軸器側的中盤上均勻地加6道徑向加強筋,以減輕葉輪中盤的軸向力。筋板選用厚為20 mm的鋼板,尺寸為50×400。避開連接法蘭螺栓均布進行滿焊。

(3)在中盤的另一面(風葉端)把一塊外徑為Φ1 300 mm,內徑為Φ780 mm,厚為12 mm的鋼板作為加強板焊接在葉輪中盤上。在預制加強板的時候應當預留16個Φ30孔,以避開連接法蘭螺絲帽,注意焊接質量。

(4)現場仔細清理風葉積灰,為下一步找好動平衡作準備。

完成后,將風閥、進風錐(輪蓋)、機殼上蓋安裝回去,現場調節動平衡??諜C試車后測水平振動值為4.6 mm/s,軸向振動值為2.2 mm/s,振動值為1.0 mm/s,完全達到使用要求。

4 結束語

大風機風葉在中盤與軸盤連接法蘭出現這么大的裂紋,國內比較少見,風機廠如果能充分考慮風葉中盤的抗疲勞強度及安全系數,改進加工工藝,和在出廠前對焊縫作探傷檢查就有可能避免此種情況的發生。對此事故,我公司現場處理后風機運行效果很好,但也造成了70多小時的停窯損失。因為此次處理時采用焊接的方法,焊接應力無法完全消除,而且在處理葉輪中盤時不能鉆止裂孔,還存在一定的設備運行隱患。對此臺設備公司設備部門特別要求:加強三級巡檢,只要有機會就一定要進風機內部檢查焊縫。公司還準備了一個葉輪,作為備用。

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