制氢转化炉鼓风机担负着向转化炉提供助燃空气的重要责任，转化炉的正常生产可为柴油加氢装置提供氢气原料，保证加氢装置的正常运行，该鼓风机为制氢装置的关键设备之一，一旦出现故障，将造成制氢、加氢两装置的停工，所以，保证其正常运行十分必要。

该风机与电动机直连，即风机叶片直接安装在电机轴上，中间无联轴器，电机基础为角钢焊接的框架。两台风机自开工后振动一直较大，我们分别对其进行了监测和处理。

1、设备名称：制氢转化炉鼓风机
2、型 号：9-26
3、工艺编号：L-102/1、2
4、电机型号: YB250M-2
5、工作转速：2970rpm
6、轴 功 率: 55KW
7、介 质：助燃空气
8、流 量：8588-13525m3/h

三、设备简图及测点布置：

1、由于风机叶片直接安装在电机轴上，无联轴器和轴承箱，电机两端为滚动轴承，故两台风机测点均布置在电机两端轴承座处

2、检测仪器：法国MOVILOG数据采集器，加速度传感器

测量振动参数：振动速度有效值（RMS值）

判定标准 ISO10816

由于L102/2振动较L102/1强烈，我们先对L102/2进行了监测、处理。

〈１〉测试分析：

我们利用法国MOVILOG数采器于2000年12月12日对L102/2进行了监测，发现电机两端水平、垂直方向振动均很强烈，测试结果如下:

1点水平方向RMS值为62.68mm/s；

垂直方向RMS值为101.6mm/s；

    2点水平方向RMS值为43.5 mm/s ;

    垂直方向RMS值为42.01mm/s;

结合频谱分析,发现各点振动均表现为50HZ即工频处,根据振动学理论可知,转子不平衡故障的突出特征为振动以径向为主，且表现在与工作转速一致的频率成份上。但在实际操作中，由于轴承在水平、垂直方向上刚度不同，使得轴承在不同方向上的振动强度表现也不同，由于其水平方向刚度较小，振动幅值就较大，故轴心轨迹亦表现为椭圆。但，转子不平衡、轴弯曲、角度不对中、基础松动、基础共振等故障在频谱图上振动烈度均表现在工频处，且该设备的垂直方向振动也很强烈，所以不能简单地判定为转子不平衡。从频谱图可知（各点谱图附后），在频谱图中无2倍频及高倍频出现，其轴向振动也不大，可排除轴弯曲及电机两端轴承不同心造成的对中不良故障，电机两端滚动轴承运行也正常。在现场我们发现电机底座（角钢焊接框架）3、4点的振动也较大，随后对基础进行了测量，测试结果如下:

3点水平方向RMS值为27.6mm/s;

垂直方向RMS值为26.92mm/s；

4点水平RMS值为35.08mm/s;

垂直方向RMS值为25.958mm/s

（所测各点RMS值结果见表一），通过现场观察，我们发现电机底座角钢厚度不够，且中间只焊有一扁钢作横梁支撑电机，如此以来，电机基础在垂直方向的刚度不足以支撑电机，至使其垂直方向振动大。根据ISO10816振动标准，电机轴功率为15KW-300KW的机器其振动速度有效值（RMS值）不允许超过7.1mm/s，参照其标准，可知该设备振动远远超标，需停机检修。

根据以上分析，我们认为该设备主要存在以下故障：（1）转子初始平衡状况不好，（2）同时由于电机基础角钢框架刚度不足，垂直方向承载能力不够，使得电机在垂直方向振动强烈，由此，我们提出以下建议：（1）转子做动平衡，（2）电机基础加固。

〈２〉处理结果

A、动平衡试验：该设备于2000年12月12日停机做动平衡试验，2000年12月15日做完动平衡后重新安装测试，发现各点水平方向振动大大下降，如1点水平RMS值由原来的62.68mm/s降至23.55mm/s，2点水平RMS值由43.5mm/s 降至16.48mm/s，垂直方向振动也有所下降但变化不明显，说明设备的不平衡状况得到了改观。

B、电机基础加固：在原电机基础角钢框架基础上，进行水泥灌浆加固,于2001年2月28日开机试运。监测发现，各点垂直方向振动大大下降，如1点垂直方向RMS值由原来的101.6mm/s 降至4.778mm/s，2点垂直方向RMS值由42.01mm/s下降至5.322mm/s。该设备的运行状况得到了极大改观。

2、L-102/1

〈1〉、测试说明及处理结果：

1号鼓风机运行状况较2号为好，我们分别于2000年11月21日、2001年4月26日对其进行了监测，监测发现电机水平方向振动较小，说明设备的初始动平衡状况较佳，但其垂直方向振动较大，结果如下:

1点垂直方向RMS值为 25.64mm/s;

2点垂直方向RMS值为24.26mm/s;

3点垂直方向RMS值为 23.84mm/s ;

4点垂直方向RMS值为 21.86mm/s;

通过频谱分析，发现各点振动烈度均表现在工频50HZ处（各点频谱图附后），参照L102/2的监测结果和分析说明，我们建议只需将电机基础加固，改为水泥灌浆结构即可。停机改造完后，于2001年4月26日开机试运，监测发现各点垂直方向振动大大下降，如1点垂直方向RMS值由原来的25.64mm/s降至2.541mm/s，2点垂直方向RMS值由24.26mm/s降至1.479mm/s（各点RMS值见表二），已符合振动标准，运行良好。

1、转子不平衡故障特征，在频谱图上振动烈度表现于工频处，由于轴承在垂直、水平方向上的刚度不同，所以振动在两方向上表现的强度也不同，由于轴承在水平方向刚度较弱，故以水平方向振动为主。

2、若设备在垂直方向振动强烈且表现在工频处，说明和设备的支承系统故障有关，如基础刚度不足、松动；机体变形、结构薄弱；轴瓦下部虚等致使设备在垂直方向承载能力不足而引起垂直方向振动强烈。

参考文献

焦兴齐 王军

（山东华鲁恒升集团有限公司大华公司 山东德州　253024）

3. 原因分析：

   3.1 泄露处焊缝由于形状的不连续性，存在严重的应力集中。

   3.2 缓冲器与压缩机直接相连，压缩机的振动产生振动应力，使该处焊缝产生疲劳。

   3.3 该焊缝形式为单面焊，焊缝根部存在缺陷。在振动应力的作用下缺陷处开裂，而且随着

   振动又使裂纹延伸。

4. 解决办法

   4.1 第一次泄漏时采用了以下方法进行修复：首先用碳弧气刨刨去补强圈处焊缝，取下补强圈重新制作；在接管与筒体焊缝处进行PT检测，查找缺陷，并用磨光机进行磨除，然后用手工电弧焊进行焊补，焊条采用A132（焊接工艺参数见下表）。封底及盖面层均进行PT检测，确保无裂纹；然后组焊新制作补强圈，焊接完毕将焊缝形状修磨成与周围母材圆滑过度的凹形角焊缝。（焊缝接头形式见下图）然后在补强圈信号孔通入0.5MPa压缩空气进行严密性试验。合格后，对该缓冲器进行了1.25 MPa的水压试验，未发现焊缝渗漏等问题，水压试验合格。

   焊接工艺参数

   层 次	焊 条	极 性	焊接电流 A	电弧电压 V	焊接速度 m/h	烘干温度 ℃
   封 底	A132 Ф3.2	DCˉ	80-100	22-24	6-8	250
   余 层	A132 Ф3.2	DCˉ	130-150	23-25	7-9	250

   （表1）

   图（2）

   设备修复后，投入使用仅半年就在同一位置发生了第二次泄漏。

   以上处理办法，对由于静载产生的焊缝开裂是有效的，但是，对由于疲劳引起的开裂要想从根本上解决问题，必须改变其受力状况。

   4.2 第二次泄漏的解决

   4.2.1 对于原接头的处理采用与第一次基本相同的方法（注意：应将原焊缝全部清除）。由于第一次修复时焊缝采用手工焊封底，根部难免存在缺陷，为裂纹的产生提供了条件。本次修复采用手工钨极氩弧焊封底，焊丝牌号H0Cr20Ni10Ti φ2，背面实施充氩气保护，手弧焊余层，焊条牌号A132 ；焊缝形式及其它要求与第一次修复相同。

   4.2.2 改变受力状况，减轻振动 由于振动产生疲劳才是导致裂纹产生的根本原因，为解决这一问题，我们将缓冲器出口与二级冷却器间的无缝管用不锈钢软管代替。不锈钢软管由内外两层组成。内管为螺旋形不锈钢波纹管，外层是由不锈钢丝按一定的参数编织而成的网套。该软管具有良好的柔韧性及抗疲劳、耐高温、耐高压性能，很容易吸收由振动产生的循环荷载，其公称压力为1.6 MPa，温度范围－196～600℃，故满足工艺要求。我们将该软管加在二级出口缓冲器出口端，与管道法兰连接，大大减小振动对焊缝处造成的附加压力。

   经过第二次修复，该设备一直运行良好，投入生产一年多来，未发生任何故障。

5. 结语

5.1 二级出口缓冲器焊缝开裂的根本原因是由于压缩机的振动产生振动应力，使焊缝产生疲劳。

5.2 解决由动载荷引起的焊缝失效问题，不能仅采用与静载荷引起的焊缝失效相同的解决办法，必须改变其受力状态。