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摘 要：对聚乙烯三车间的C301干燥气风机振动及轴封泄漏原因进行了分析，并提出了改进措施，措施实施后，解决了设备的振动问题，解决了轴封泄漏的问题，提高了设备的运转周期，从而降低了能耗、物耗，降低了成本，提高了生产能力，达到了安全稳定生产的目的。
关键词：风机振动；轴封泄漏；原因分析；改进
中图分类号：TB 文献标识码：A文章编号：16723198（2012）10018002
1 前言
聚乙烯三车间的C301干燥气风机，是将E301中未冷凝混合气体升压，并在干燥气冷却器E307中用盐水冷却到约30℃。进一步分离己烷冷凝液，然后，经干燥气换热器E302用低压蒸汽加热到100℃重新返回M302干燥器循环使用的关键设备。该设备一旦出现问题，会直接影响到全车间的安全稳定生产，甚至还会影响到全厂的乙烯平衡。
2 技术特性
型式：离心式
介质：氮气+己烷混合气体
流量吸入状态1510－2200m2/n
压力（入口／出口）100／1300毫米水柱
气量1510－2200m2/h
重量0.316吨
转速3000r／min
排气温度≤80℃
轴封形式石墨环密封
3 问题分析
3.1 叶轮的平衡问题
在多次检修中拆装叶轮时，叶轮的平衡已被破坏，而且变形很严重。制造比较粗糙，加工精度不高在这种状态下高速运行，转子的中心与旋转中心线不相重合就会产生不平衡的离心力或力偶，如图1，因而会引起振动。
图1 设转子的不平衡重量为△G，它距旋转中心线的距离为x当转子以角速度ω旋转时，则其产生的平衡离心力为：
P=ΔG/g×ω2g=9.8
（1）
振动会对轴封产生很大影响，它会使各部的连接件发生松动，产生内摩擦的磨损，降低其运转寿命。同时对各部的磨损件也产生较大的摩擦力，各部的间隙被磨大，运转不平稳，轴封消漏，轴承被损坏。
3.2 轴封泄漏
主要原因是其轴封的设计结构不太合理.如图2，它是由两件石墨套组成的一组轴封。利用氮气压力来控制混合气体的外泄，氮气压力的不稳定和操作人员的手动控制伐，来控制氮气压力，操作人员是无法掌握量的大小，己烷气经常会窜入轴承箱，坏轴承的润滑，将轴承烧毁。
图2 3.3 操作人员和检修人员责任心不强
（1）操作人员没有及时到现场巡回检查，调整阀门，更换润滑油，切换风机，对风机的结构及原理不清。
（2）检修人员在每次检修时，责任心不强，没有做到文明检修，乱打、乱撬、破坏了叶轮的平衡，轴与密封函的对中不好。生产轴封被烧，轴封大量泄露，电机与风机的找正达不到技术要求，（径向≤0.08mm；轴向≤0.05mm）；其产生振动。
4 消除措施
4.1 叶轮
（1）将叶轮变形的地方校正，修复。
（2）对叶轮进行切割，切割量为<5%（平时风机的控制量为30-40%）。叶轮切割后:切割量≤5%；为35毫米，Φ700-35=665毫米，切割后可减小转子的力臂，减小不平衡力。
图3 （3）对叶轮作静平衡，如图3（a），3（b）。
公式：G×P=Q0×R或 ΔG×=Q0×R
P为转子重心偏离旋转中心线的距离；R为平衡重；Q0为距旋转中心线的距离。
找静平衡时，一般是先测定不平衡重量的方位，然后在其相反方向上选择一个适当的位置，加上一定重量的平衡重Q0来平衡它。如图3，（该设备转速为30002/min不需作动平衡。）
4.2 轴封
对轴封进行了结构和原理上的改进，将直通式密封改为迷宫式密封，另加一离心冷凝盘，从而解决了轴封的泄漏问题，如图4。
图4 原理如下:当气流通过迷宫密封片的间隙时，气流近似经历理想膨胀过程，气流的压力和温度都下降，而速度增加当气流从间隙进入密封片间的空腔时，由于截面积的突然扩大，气流形成很强的旋涡。从而速度几乎完全消失这样当气流通过整个密封腔时，气体往外的泄漏也大大减少，达到了密封的目的。有少量的己烷气体通过离心冷凝盘，冷却成液体，将其甩到泄漏孔使己烷气体不能到轴承箱里。
4.3 加强培训
对操作人员和检修人员进行上岗培训，加强责任心的教育，制定严格的操作规程和检修方案，做到定时、定点的巡回检查，严把检修质量关，做到文明检修，按章施工。
4.4 联轴器
（1）每次安装完毕后，必须严格找正，调整轴向与径向的间隙，如图5-6。
图5
图6 式中，b为在0°与180o两个位置上测得的轴向间隙的差值；b=s1-s3毫米；D为联轴器的计算直径。毫米；L为主动机纵向两支脚间的距离。毫米；公式：X/L=b/D；X=b/D×L；l为支脚1到联轴的测量平面之间的距离，毫米。
如图：7（a，b）l为从动轮，ll为主动轮。
（2）联轴器找正计算和加垫调整方法：
（b）
图7 Y/l=X/L；Y=X/L×l=b/D×l；e=a1-a3/2
全部径向间隙轴向间隙调整好后必须满足下列条件：
a1=a2=a3=a4 s1=s2=s3=s4
这表明主动机轴和从动机轴的中心线位于一条直线上。
5 结论
（1）通过对转子采取了校正、调整、切割、作静平衡及严格找正等措施，基本上解决了设备的振动问题。从原来的振动值为：0.6μm，降到了振动值为:0.2μm。
（2）轴封改进后，解决了轴封泄漏的问题，运转周期从原来的2-3个月，提高到现在的12-18个月。从而降低了能耗、物耗，改善了现场的面貌。
（3）该设备已经打算准备申请报废，但通过改进后，每年可节约检修费用约6万元，更新设备费用约30万元，降低了成本，提高了生产能力，达到了安全稳定生产的目的。
关键词：风机振动；轴封泄漏；原因分析；改进
中图分类号：TB 文献标识码：A文章编号：16723198（2012）10018002
1 前言
聚乙烯三车间的C301干燥气风机，是将E301中未冷凝混合气体升压，并在干燥气冷却器E307中用盐水冷却到约30℃。进一步分离己烷冷凝液，然后，经干燥气换热器E302用低压蒸汽加热到100℃重新返回M302干燥器循环使用的关键设备。该设备一旦出现问题，会直接影响到全车间的安全稳定生产，甚至还会影响到全厂的乙烯平衡。
2 技术特性
型式：离心式
介质：氮气+己烷混合气体
流量吸入状态1510－2200m2/n
压力（入口／出口）100／1300毫米水柱
气量1510－2200m2/h
重量0.316吨
转速3000r／min
排气温度≤80℃
轴封形式石墨环密封
3 问题分析
3.1 叶轮的平衡问题
在多次检修中拆装叶轮时，叶轮的平衡已被破坏，而且变形很严重。制造比较粗糙，加工精度不高在这种状态下高速运行，转子的中心与旋转中心线不相重合就会产生不平衡的离心力或力偶，如图1，因而会引起振动。
图1 设转子的不平衡重量为△G，它距旋转中心线的距离为x当转子以角速度ω旋转时，则其产生的平衡离心力为：
P=ΔG/g×ω2g=9.8
（1）
振动会对轴封产生很大影响，它会使各部的连接件发生松动，产生内摩擦的磨损，降低其运转寿命。同时对各部的磨损件也产生较大的摩擦力，各部的间隙被磨大，运转不平稳，轴封消漏，轴承被损坏。
3.2 轴封泄漏
主要原因是其轴封的设计结构不太合理.如图2，它是由两件石墨套组成的一组轴封。利用氮气压力来控制混合气体的外泄，氮气压力的不稳定和操作人员的手动控制伐，来控制氮气压力，操作人员是无法掌握量的大小，己烷气经常会窜入轴承箱，坏轴承的润滑，将轴承烧毁。
图2 3.3 操作人员和检修人员责任心不强
（1）操作人员没有及时到现场巡回检查，调整阀门，更换润滑油，切换风机，对风机的结构及原理不清。
（2）检修人员在每次检修时，责任心不强，没有做到文明检修，乱打、乱撬、破坏了叶轮的平衡，轴与密封函的对中不好。生产轴封被烧，轴封大量泄露，电机与风机的找正达不到技术要求，（径向≤0.08mm；轴向≤0.05mm）；其产生振动。
4 消除措施
4.1 叶轮
（1）将叶轮变形的地方校正，修复。
（2）对叶轮进行切割，切割量为<5%（平时风机的控制量为30-40%）。叶轮切割后:切割量≤5%；为35毫米，Φ700-35=665毫米，切割后可减小转子的力臂，减小不平衡力。
图3 （3）对叶轮作静平衡，如图3（a），3（b）。
公式：G×P=Q0×R或 ΔG×=Q0×R
P为转子重心偏离旋转中心线的距离；R为平衡重；Q0为距旋转中心线的距离。
找静平衡时，一般是先测定不平衡重量的方位，然后在其相反方向上选择一个适当的位置，加上一定重量的平衡重Q0来平衡它。如图3，（该设备转速为30002/min不需作动平衡。）
4.2 轴封
对轴封进行了结构和原理上的改进，将直通式密封改为迷宫式密封，另加一离心冷凝盘，从而解决了轴封的泄漏问题，如图4。
图4 原理如下:当气流通过迷宫密封片的间隙时，气流近似经历理想膨胀过程，气流的压力和温度都下降，而速度增加当气流从间隙进入密封片间的空腔时，由于截面积的突然扩大，气流形成很强的旋涡。从而速度几乎完全消失这样当气流通过整个密封腔时，气体往外的泄漏也大大减少，达到了密封的目的。有少量的己烷气体通过离心冷凝盘，冷却成液体，将其甩到泄漏孔使己烷气体不能到轴承箱里。
4.3 加强培训
对操作人员和检修人员进行上岗培训，加强责任心的教育，制定严格的操作规程和检修方案，做到定时、定点的巡回检查，严把检修质量关，做到文明检修，按章施工。
4.4 联轴器
（1）每次安装完毕后，必须严格找正，调整轴向与径向的间隙，如图5-6。
图5
图6 式中，b为在0°与180o两个位置上测得的轴向间隙的差值；b=s1-s3毫米；D为联轴器的计算直径。毫米；L为主动机纵向两支脚间的距离。毫米；公式：X/L=b/D；X=b/D×L；l为支脚1到联轴的测量平面之间的距离，毫米。
如图：7（a，b）l为从动轮，ll为主动轮。
（2）联轴器找正计算和加垫调整方法：
（b）
图7 Y/l=X/L；Y=X/L×l=b/D×l；e=a1-a3/2
全部径向间隙轴向间隙调整好后必须满足下列条件：
a1=a2=a3=a4 s1=s2=s3=s4
这表明主动机轴和从动机轴的中心线位于一条直线上。
5 结论
（1）通过对转子采取了校正、调整、切割、作静平衡及严格找正等措施，基本上解决了设备的振动问题。从原来的振动值为：0.6μm，降到了振动值为:0.2μm。
（2）轴封改进后，解决了轴封泄漏的问题，运转周期从原来的2-3个月，提高到现在的12-18个月。从而降低了能耗、物耗，改善了现场的面貌。
（3）该设备已经打算准备申请报废，但通过改进后，每年可节约检修费用约6万元，更新设备费用约30万元，降低了成本，提高了生产能力，达到了安全稳定生产的目的。