9、D1200风机叶轮损坏原因分析

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1、论文9：D1200风机叶轮损坏原因分析摘要：萍乡动力厂的302#高炉D1200鼓风机在运行中突然出现故障。本文根据事故发生后转子上的一、二、三级叶轮叶片断口进行了分析，认为是叶轮摩擦损伤使应力集中，造成叶片受力区突然断裂的原因，并由此提出了相应的防范措施。关键词：鼓风机损坏经过叶轮磨损交变应力防范措施一、前言萍乡动力厂2#D1200离心式鼓风机，于1998年投产，为萍钢302#高炉供风。该机组在2003年5月因新增AV45-12轴流风机后，公司两座高炉（302#高炉、303#高炉）由三台风机（D1200离心式鼓风机、D1650离心式鼓风机、

2、AV45-12轴流风机）供风，三台风机为两开一备，后因高炉工艺要求，仅用于302#高炉备用风机。该风机主要性能参数如下：型号：D1200－3.0/0.98-1　进口流量：1200m3/min　　　　进口压力：0.096MPa(绝)出口压力：0.294MPa(绝)进口温度：20℃　相对湿度：85%进口介质密度：1.1338Kg/m3电动功率：4000KW主轴转速：5043r/min为节能降耗，2#高炉2010年6月由D1650风机供风改为D1200风机供风，该风机投入运行以来各参数均在正常范围内，其运行最高负荷达到425A，风机轴瓦温度在65

3、℃以下，风机轴瓦振动在0.25cm/s以下，风机轴位移在0.08mm，运行情况良好。如下表一为其事故发生前设备运行状态监控数据，此表中11月23日-11月24日为2#高炉计划检修；表二为其事故发生前轴承振动检测数据。（表一）（表二）二、经过及损坏情况2010年12月7日6:53时鼓风机房接2#高炉值班室减风操作通知，7:01时当班人员将风压减至0.14MPa后，高炉坐料要求继续减风，于7:08:22减至0.068MPa，风量为1.84m3/min(即为零)，7:09:22风压减至0.06MPa，电流显示为230A，此时，风机润滑油压0.19

4、MPa，轴瓦温度最高57℃（均正常）,7:09:36风机轴瓦温度高报警，7:09:37风机推力轴瓦温度高报警（直线上升至228℃后信号消失），此时，风机转子轴位移0.07mm,7:09:40轴位移开始增大，至7:10:37轴位移增大至-0.5mm报警，7:11:20风机发出很大的异常振响，后经一操作员工到现场进一步确认，发现风机前端冒白烟并喷出白色粉末，当时马上跑回值班室告知相关人员进行了紧急停机。停机后，经维修人员对风机本体进行揭盖检查，发现风机一、二、三级叶轮中的叶片均出现严重断裂与撕裂，风机两端气封、油封、级间与背板气封、前后支撑瓦、

5、推力瓦、前后轴承压盖、轴位移检测探头等出现严重损坏，就连隔板中的导流顶部也出现部分打断，下机壳也出现不少打击痕迹，下机壳、隔板中的导流片中有少许被打坏的小叶片残留物，尤其是出风管出口弯头处，逆止阀等处有大量的被打坏的小叶片残留物，机壳内部及转子外表均是气封磨损后细少白色残留物。从损坏程度来定性，是一起典型叶轮严重损坏的恶性事故。三、原因分析1、排除风机进入喘振工况喘振是透平式风机的一种固有特性。一般当风机流量减小，气流的流动情况开始恶化，风机性能发生变化。流量减小到一定值时，会产生严重的边界分离和旋转失速，进入不稳定工况。如进一步减少流量，

6、将会产生剧烈的气流脉动和周期性振荡，机器性能大大恶化，且电流、风量、风压大幅度波动，机组产生强烈振动，并发出“呼哧、呼哧”的声音。事后从电脑保存的记录情况如下图所示，操作工在风量为1.84m3/min(即为零)后，风压仍在缓慢下降直至0.02MPa，没有出现波动现象，风量也没有出现跳跃，一直在1.84m3/min，即可以排除风机出现故障前期未出现喘振工况，导致叶轮损坏的内在固有气流不稳因素产生的强加扰动力可以排除。机组出现恶劣工况，员工排除不及时的条件不存在。2、断口宏观鉴别该机组转子是由三级叶轮组成，即如下图二所示。下图是损坏叶轮的照片，

7、叶轮与轴上均有明白色沉积物。该机组的叶轮中的叶片均为后弯型叶片，每级叶轮中的叶片均是焊接后打磨成型的，流道比较光滑。从图三至图七中一、二、三级叶轮损坏断口情况来看，一级叶轮靠进气端每片叶片前端全部剃光头，断口大多数显倒“V”形，且断裂处均位于进气侧180至250毫米左右部位，断口处没有明显的卷曲，有一定角度的坡口，说明不是受外来物致使叶轮损坏，是由于叶片两侧受冲刷减薄或一定穿孔后，处在一个单臂梁受力状态，当磨损到了一定时限，一块或多块断裂后，整个轮组动平衡破坏以及一级各单个叶片气流受力发生变化，导致整个一级进气侧叶片全部折断。二、三级叶片损

8、坏断裂形状有明显的卷曲现象或切口，说明有明显外来力所致，当然，二、三级进气侧200至250毫米左右部位均全部打坏，也说明二、三级叶片有明显磨损缺陷，叶片与侧板与盖板焊接联合处，均