浅析喷煤排粉风机常见振动故障诊断

2015-07-27邰国军崔红伟日照钢铁控股集团有限公司山东日照276806

山东工业技术 2015年13期

关键词：倍频幅值频谱

邰国军,崔红伟（日照钢铁控股集团有限公司,山东日照 276806）

浅析喷煤排粉风机常见振动故障诊断

邰国军,崔红伟
（日照钢铁控股集团有限公司,山东日照 276806）

摘要：本文介绍日钢炼铁制造部喷煤排粉风机常见振动现象及故障特征，应用设备故障诊断技术进行分析。

关建词：排粉风机；故障诊断；分析

喷煤排粉风机是炼铁生产的重要设备，主要提供磨机内煤粉运动至布袋分离的动力，保证制粉系统正常运转。若排粉风机故障停机，将会造成高炉断煤或者减煤，将引起高炉内压力波动，严重时会迫使高炉在没有准备的情况下紧急减风，严重影响高炉运行状况。

1　排粉风机常见的振动故障现象

1.1 设备简介

日钢炼铁制造部二期喷煤排粉风机M9-26-16.5D的主要参数为：风量108000m³/h，风压13500Pa，系统负压8000Pa，电机630KW YKK500-4，液力耦合器（YOT0GP650/1500），转速1480r/min，工作温度70℃，耐热100℃，工作介质：煤粉烟气。

1.2 排粉风机常见的振动故障

常见振动故障主要有三种形式：（1）因不平衡、不对中引起振动；（2）因喘振、失速引起振动；（3）因工作环境的变化影响引起随机变化的不平衡振动（如叶轮的磨损、介质粘附等）；

振动七种类型：（1）风机、轴承箱等底座基础不牢；（2）风机转速达到或者接近临界转速引起共振；（3）气流不稳引起喘振；（4）风机转子不平衡；（5）不对中（如联轴器不对中、转子不同心、不平直和轴瓦中心标高偏差；（6）冲击力引起部件松动（或者配合不良）；（7）轴承故障。

2　振动故障诊断

2.1 风机、轴承箱等底座基础不牢的诊断

影响风机、轴承箱等底座刚度取决于连接刚度和结构刚度，主要通过测各连接部件的差别振动来判断动刚度及连接部件之间的紧密程度，振动差值越小，说明紧密程度越高；通常判断径向振动是否较大，尤其是垂直方向振动是否较大，并且频谱图以基频振动为主导，对比垂直和水平方向相位的可以看出相差为0°或者180°。

2.2 共振故障的诊断

日钢喷煤排粉风机的工作转速为1480r/min，主要通过检测是否达到共振转速或者接近临界转速。

2.3 气流激振故障诊断

气流激振故障判断主要通过调节风门开度做气流激振试验，一般将风门分别开到0%、25%、50%、75%和100%，检测各轴承的水平、垂直、轴向振动量，目的是判别风机振动是否是由喘振引起的，通常引起喘振的振动一般是高频的，径向振动幅值较大。

2.4 不平衡振动诊断

风机不平衡振动判断标准：（1）径向振动大于轴向振动，并且幅值较大；（2）频谱图以1倍频振动为主导，一般1倍频的幅值是通频报警值的60%以上，并且1倍频与通频的比值也要60%以上。

图1为2014年11月21日二期喷煤2#排粉风机结垢时引起不平衡的波形频谱图，波形主要为较典型的正弦波，幅值很大，此外，还存在波峰多、波形毛糙以及单边（正峰）削波现象。根据风机运行特点，判断为转子叶轮上结垢而形成的动不平衡，以及叶片产生的局部摩擦。

2.5 不对中故障诊断

风机不对中振动判断标准：（1）轴向振动幅值较大；（2）靠近联轴器的振动大；（3）频谱图以2倍频振动为主导（一般为通频报警值的25%以上），但是一般同时常伴有1倍频和3倍频，2倍频与1倍频的比值一般达到50%以上，另外当1倍频的幅值达到通频报警值的100%以上时，也可能存在不对中故障。

2.6 部件松动或配合不良

轴承座的轴承松动、内部游隙大、衬套松动、内部转子松动、内外圈间隙大或跑内外圈，可以通过开盖检查来判断；部件松动或配合不良振动产生方向性很强，振动幅值相对较高，多倍基频谐波，可能达到10～30倍，频谱图中相当明显；如果谐波幅值变大，同时也有可能产生间隔为1/2倍频等分数频分量（即0.5倍、1.5倍、2.5倍等），有时甚至为1/3倍频谐波。

2.7 轴承故障诊断

当滚动轴承出现故障时，就会出现特定的故障频率，出现故障的元件不通，特征频率也不相同。故障频率的计算需要用到傅里叶变换和微积分，现场我们习惯性用经验公式来初步判断。

轴承外圈特征故障频率为：fo= 0.4×z×fr（1）

轴承内圈特征故障频率为：fi= 0.6×z×fr（2）

轴承保持架特征故障频率为：fc=0.381～0.4×fr（3）

轴承滚动体特征故障频率为：fb= 0.23×z×fr(z＜10) （4）

fb= 0.18×z×fr(z＞10) （5）

( fr为转频；z为滚动体个数 )