Nguyên nhân hư hỏng quạt lò hơi và phương pháp sửa chữa

Quạt được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong quá trình vận hành của nồi hơi là phổ biến nhất. Quạt là một loại máy cơ chuyển đổi năng lượng cơ học của động cơ thành năng lượng có thể truyền tải khí và cung cấp năng lượng cho khí. Trong quá trình đốt của nồi hơi, quạt có vai trò cân bằng và thông gió, liên tục cung cấp không khí cần thiết cho bên trong nồi hơi và đồng thời đẩy khói ra ngoài nồi hơi để đảm bảo việc đốt của nồi hơi diễn ra bình thường. Ngoài ra, nó là một trong những thiết bị cơ khí không thể thiếu trong mọi lĩnh vực, với nhiều loại như quạt thổi, quạt gió cấp 2, quạt hút, quạt thổi liệu, quạt hồi tro, v.v. Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động liên tục dài hạn, quạt có thể gặp phải điều kiện hoạt động khắc nghiệt, gây ra tỷ lệ lỗi cao.

Quạt lò hơi luôn phải hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt

Suốt nhiều năm qua, các vấn đề như tỷ lệ lỗi cao và độ tin cậy thấp của quạt đã làm khó khăn cho nhân viên vận hành và bảo trì của các nhà máy sản xuất. Các sự cố phổ biến gặp phải trong quá trình bảo trì và vận hành quạt bao gồm: hỏng hóc của bánh quạt; rung động của quạt; hỏng hóc của ổ bi; rò rỉ dầu của hộp ổ bi, v.v. Phân tích và chẩn đoán nguyên nhân sự cố của quạt, áp dụng các biện pháp giải quyết khoa học để đảm bảo hoạt động hiệu quả của quạt, đáp ứng yêu cầu sản xuất, có ý nghĩa quan trọng.

I. Nguyên lý hoạt động và cấu trúc chính của quạt

Nguyên lý hoạt động của quạt là dựa vào năng lượng cơ cấu đầu vào để tăng áp suất khí và truyền khí, nó là một loại máy cơ chất lỏng động. Các thông số hiệu suất chính của quạt bao gồm lưu lượng, áp suất, công suất và tốc độ quay, cùng với mức độ tiếng ồn và rung lắc cũng là các chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu suất của quạt. Quạt chủ yếu bao gồm vỏ quạt, cánh quạt, cửa hút, tiêu âm, cửa điều chỉnh đầu vào, nhóm quay, khớp nối, hộp ổ bi, vv, được động cơ điện động cơ quay để quay cánh quạt. Nguyên lý hoạt động của quạt ly tâm tương tự như máy nén turbin, chỉ khác là do tốc độ dòng khí thấp, biến thiên áp suất không lớn, thường không cần xem xét biến thiên khả năng nén của khí, tức là xem xét khí như một chất lỏng không thể nén. Quạt ly tâm có thể được làm thành hai loại xoay theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ. Nhìn từ phía mặt bên của động cơ điện, khi cánh quạt quay theo chiều kim đồng hồ, nó được gọi là quạt ly tâm quay theo chiều kim đồng hồ, khi quay ngược chiều kim đồng hồ, nó được gọi là quạt ly tâm quay ngược chiều kim đồng hồ.

Các bộ phận của quạt đang trong quá trình sản xuất

II. Phân tích sự cố thông thường của quạt nồi hơi

Theo sự phát triển của kinh tế và công nghệ xã hội, với quá trình công nghiệp hóa xã hội diễn ra nhanh chóng, nhiều loại sản phẩm công nghệ cao đã thuận tiện cho quá trình sản xuất và cuộc sống của chúng ta. Quạt hút nồi hơi là một trong những sản phẩm công nghệ cao đó. Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng, sự cố không thể tránh khỏi. Sự cố của quạt nồi hơi có thể chia thành sự cố cơ học và sự cố hiệu suất. Các lỗi cơ học của quạt nồi hơi bao gồm lỗi mòn cánh, rung động cơ học, lỗi hệ thống bôi trơn, hỏng ổ trục, v.v. Những sự cố này có thể ảnh hưởng từ nhẹ đến nghiêm trọng đối với việc vận hành ổn định của nồi hơi, thậm chí buộc nồi hơi phải tạm dừng, gây ra thiệt hại kinh tế lớn. Là một thiết bị hỗ trợ chính của nồi hơi, việc vận hành tốt hoặc không tốt của quạt trực tiếp ảnh hưởng đến hoạt động của nồi hơi. Phân tích chi tiết về sự cố của quạt nồi hơi có ích để đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của nồi hơi.

1. Phân tích nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố mài mòn lá cánh

Nguyên nhân gây ra sự cố mài mòn lá cánh của quạt nồi hơi có nhiều loại, chủ yếu bao gồm các nguyên nhân sau:

• Không thiết kế trạng thái làm việc phù hợp quá trình vận hành của quạt nồi hơi, cung đường cong đến từ cạnh vào của lá cánh không giống với hướng dòng khí vào của bánh quạt, tạo ra góc tấn công dòng khí; các hạt bụi trong luồng khí của quạt gây ra mài mòn ở vị trí đầu vào của lá cánh.
• Lắp đặt thiết bị loại bụi cyclone tại đầu vào của quạt, thiết bị này có hiệu quả loại bỏ bụi tốt, nhưng nếu không làm sạch thiết bị loại bụi kịp thời, quạt dễ bị làm bẩn bởi bụi, luồng khí được tạo ra bởi quạt nồi hơi sẽ đẩy các hạt bụi vào gần lá cánh, tạo ra chức năng tương tự như dao cọ, nâng cao mức độ mài mòn lá cánh; bên cạnh đó, các đường hàn hoặc vật liệu cấu tạo của lá cánh quạt không đạt được độ cứng nhất định, nếu hạt bụi vào có độ cứng cao hơn, sẽ tăng tốc độ mài mòn làm việc.

Đối với sự cố mài mòn lá cánh, các biện pháp khắc phục như sau:

• Đầu tiên, tăng cường việc làm sạch bụi trong thiết bị loại bụi, giảm lượng bụi trong khí thải từ nồi hơi và thu bụi trong thiết bị lọc bụi ít nhất một lần mỗi 2 giờ, điều đó có thể giảm thiểu mức độ mài mòn lá cánh do bụi bám vào;
• Thứ hai, giảm trở lực thoát khí, giữ cho cạnh cắt vòng của lá cánh và hướng luồng khí trong quạt nhất quán.
• Thứ ba, cải tiến lá cánh của quạt nồi hơi, nâng cao tuổi thọ lá cánh, sau khi cải tiến, có thể sử dụng lá cánh uốn dày hơn, điều này có thể tăng cường tải trọng của động cơ một cách đáng kể, nhưng có thể tránh được sự cố mài mòn của thiết bị do bụi gây ra, kéo dài tuổi thọ của lá cánh.
• Thứ tư, có thể sử dụng vật liệu với độ cứng cao hơn, tăng cường độ bền mài mòn của lá cánh quạt nồi hơi.

2. Nhiệt độ cao của ổ bi của quạt

Trong quá trình vận hành, ổ bi của quạt có thể trở nên nóng do nhiệt độ bất thường. Theo phân tích thực tế, nguyên nhân dẫn đến nhiệt độ cao của ổ bi của quạt là do sự bất thường của ổ bi, thời gian làm mát không đủ, hiệu suất bôi trơn không tốt, v.v. Trong quá trình vận hành bình thường, quạt cần sử dụng nước làm mát để làm mát ổ bi, nếu không chú ý có thể dễ dàng gây ra việc ống nước làm mát vào bên trong bộ trao đổi nhiệt, từ đó gây ra tăng nhiệt độ của ống nước làm mát, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát của ổ bi. Ngoài ra, sau một thời gian dài hoạt động, ổ bi có thể xuất hiện tình trạng bong, khe hở tăng lên cũng sẽ gây ra tăng nhiệt độ của ổ bi. Để giảm ma sát giữa các ổ bi, thông thường sẽ phải thoa trên ổ bi của quạt một lượng dầu bôi trơn, trong quá trình vận hành, ổ bi sẽ tiêu tốn lượng dầu bôi trơn lớn, một khi ổ bi hoạt động trong thời gian dài sẽ gây ra hiện tượng ma sát gia tăng. Ngoài ra, trong quá trình vận hành bình thường của quạt, một phần nước sẽ đi vào bên trong thiết bị của quạt, lớp dầu bôi trơn trên bề mặt của ổ bi sẽ bị phá hủy bởi nước, lượng dầu bôi trơn giảm đi liên tục cùng với lớp dầu bôi trơn bị phá hủy gây ra nhiệt độ tăng lên của ổ bi, và nghiêm trọng hơn có thể bị cháy hỏng.

Trước khi giải quyết sự cố nhiệt độ của ổ bi quạt, nhân viên bảo dưỡng có thể quay ổ bi để nghe tiếng ổ bi và quan sát tình trạng rung, từ đó xác định nguyên nhân tiềm ẩn của ổ bi có thể gặp sự cố, điều này có thể tăng tốc độ loại bỏ sự cố. Trong quá trình hoạt động bình thường của quạt, nhân viên bảo dưỡng có thể dựa vào loạt vấn đề xuất hiện trên ổ bi để sớm thực hiện các biện pháp phòng ngừa, ví dụ như kiểm tra dầu bôi trơn được thoa trên ổ bi, luôn đảm bảo rằng dầu bôi trơn không hỏng hóc, không bị ô nhiễm, chỉ có cách này mới đảm bảo ổ bi có thể hoạt động bình thường, thứ hai phải kiểm tra chất lượng của ổ bi, tránh tình trạng lão hóa và mài mòn gây ra ảnh hưởng đến hoạt động của ổ bi, cuối cùng phải chú ý đến việc kiểm tra nhóm quạt làm mát, đảm bảo rằng tình trạng hoạt động của nhóm quạt đạt đến yêu cầu tiêu chuẩn.

3. Tiếng ồn lớn của quạt

Việc cân bằng động của quạt có vấn đề hoặc lá cánh của quạt bị hỏng trong quá trình vận hành đều có thể gây ra rung động, quạt thuộc loại quạt ly tâm, khi hoạt động nó sẽ phát ra âm thanh rất lớn. Tiếng ồn từ quạt nồi hơi ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc nghỉ ngơi của cư dân xung quanh, gây ra hậu quả cho sức khỏe của họ, vì vậy, có cần phải áp dụng các biện pháp giảm tiếng ồn tổng thể.

Có thể tăng cường các biện pháp phụ trợ giảm bụi, giải quyết vấn đề bụi vượt quá tiêu chuẩn. Ống xả của quạt thông qua một đoạn ống kim loại dài kết nối với bộ lọc ẩm, sau khi loại bỏ các hạt bụi lớn từ bộ lọc ẩm, nó được đưa vào không gian giảm tiếng ồn, kết hợp công nghệ kết hợp của ống mở rộng và buồng mở rộng có thể giảm tốc độ dòng khí, làm cho các hạt bụi nhỏ đi cùng hơi nước trong khói và nhiệt độ thấp, hạt bụi này sẽ tự nhiên rơi xuống, đồng thời có tác dụng cắt tiếng. Khi dòng khí ở tốc độ thấp đi vào buồng giảm tiếng ồn sau một lần mở rộng, sự kết hợp giữa ống giảm tốc và buồng hấp thụ âm thanh với vật liệu giảm tiếng ồn có thể giảm âm thanh. Quạt nồi hơi có thể được sử dụng ở tốc độ quay thấp hơn, tăng kích thước của bánh quạt hút, giảm tốc độ quay của quạt, áp suất của quạt giữ nguyên, quạt vận hành bình thường, đạt được mục tiêu giảm tiếng ồn, cũng sử dụng lối thoát hình chữ nhật để làm mát hút quạt, tăng khoảng cách giữa quạt nồi hơi và tòa nhà cư dân, giảm ảnh hưởng của quạt nồi hơi đối với người dân.

4. Rò rỉ dầu ở ổ bi

Nguyên nhân của rò rỉ dầu trong hộp ổ bi có thể có một số khía cạnh: thiết kế phớt vết kín không hợp lý; kích thước cấu trúc phớt kín không hợp lý; khe hở chạy giữa rìa đáy phớt kín và trục quay quá lớn, đây cũng là một nguyên nhân gây ra rò rỉ; việc sử dụng vật liệu phớt không đúng cách; áp suất khác biệt khiến cho phớt kín bị rỗng.

Biện pháp có thể áp dụng: Thiết kế cấu trúc phớt vết kín hợp lý, thiết lập thiết bị chống dầu và lỗ thoát nước, phớt vết kín nên được thiết lập trên trục và vòng quay cùng với trục, không chỉ có thể ngăn chặn dầu rò rỉ ra ngoài mà còn có thể quăng dầu bôi trơn gần đầu ra bên ngoài, vì vậy có thể đảm bảo được rằng phớt kín không bị rò rỉ dầu, đồng thời phớt kín cần được thiết lập gần cổ hố trục, nhưng không nên tạo ra ma sát với bên ngoài của thân ống, sử dụng khe hở trong khoảng từ 0.05-0.10mm. Đồng thời, trong phớt kín, mở một lỗ thoát ra phía dưới phần cuối của phớt kín, xuất ra dầu ra ngoài, xuất ra dầu khỏi phớt kín, giảm khả năng rò rỉ dầu.

Nguyên nhân: Hiện tượng này chủ yếu xuất phát từ việc quạt tăng đột ngột trong quá trình vận hành. Điều này là do khi khí nhập vào bánh quạt, nó sẽ tạo ra một góc cố định đối với mặt làm việc của lá quạt, dựa trên nguyên lý cơ học chất lưu, khí trong lá quạt sẽ tạo ra xoáy chuyển động ở mặt không làm việc của lá quạt, do đó bụi trong khí do tác động của xoáy sẽ dần dần lắng xuống mặt không làm việc của lá quạt. Lá quạt dạng cánh máy bay dễ bị bám bụi, khi lượng bụi đạt đến một khối lượng cố định, do tác động của lực ly tâm của bánh quạt, một phần bụi được thổi ra khỏi bánh quạt, tạo ra sự cân bằng không đều của trọng lượng bánh quạt, từ đó làm tăng rung động của quạt.

Biện pháp khắc phục: Trong trường hợp này, thường chỉ cần làm sạch bụi trên lá quạt là có thể giảm thiểu rung động của quạt. Phương pháp xử lý thông thường là dừng máy tạm thời sau đó mở cửa lỗ vào máy quạt để làm sạch bụi trên bánh quạt.

III. Kết luận

Dưới sự thúc đẩy không ngừng của trình độ kỹ thuật cơ khí ở Việt Nam, hiệu suất và độ tin cậy của quạt ngày càng được cải thiện, nhưng trong quá trình vận hành liên tục, vẫn còn nhiều vấn đề sự cố tồn tại. Ngoài các vấn đề như rung, nhiệt độ cao, rò rỉ dầu và mài mòn do ăn mòn, còn có nhiều sự cố khác xuất hiện, chẳng hạn như dao động xoay và mất tốc độ là nguyên nhân gây ra sự cố cho quạt gió. Do đó, để đảm bảo quạt gió có thể vận hành an toàn và ổn định, nhân viên bảo trì cần kết hợp với các nguyên nhân sự cố khác nhau để sửa chữa sự cố của quạt, giảm thiểu khả năng xảy ra sự cố và sự cố nghiêm trọng.