針對承鋼二高線風冷風機因劇烈振動導致的故障停機情況,采用現(xiàn)場檢測風機波形及頻譜的方法,對風機進行了狀態(tài)檢測和故障診斷,在排除了軸承、聯(lián)軸器同軸度問題等因素后,認為故障原因為風機主要由于失衡及機械松動導致振動幅值高。
風機振動引起原因
風機的振動與很多因素有關(guān),主要有機械、氣流和潤滑油等三方面。
1.1 機械方面的振動
1.1.1 轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動
由原始制造誤差或安裝不均勻?qū)е碌馁|(zhì)量不平衡;轉(zhuǎn)子的彎曲變形、轉(zhuǎn)子部件粘連污垢或轉(zhuǎn)子部件的不均勻磨損等。
1.1.2 系統(tǒng)安裝誤差引起的振動
安裝時原動機與工作機的連接不對中;軸瓦偏斜或不同心;在運行中由于原動機和工作機的溫升不同造成的熱不對中等。
1.1.3 動、靜部件間的相碰或摩擦引起的振動
轉(zhuǎn)子與靜止發(fā)生摩擦有兩種情況:一種是轉(zhuǎn)子在渦動過程中軸徑或轉(zhuǎn)子外緣與靜止件接觸而引起的徑向摩擦;另一種是軸向與靜止件接觸而引起的軸向摩擦。
1.1.4 軸承間隙或軸向不當引起的機組振動。
1.1.5 設(shè)備存在嚴重松動,軸破裂、軸承損壞引起的振動。
1.1.6 共振引起的機組振動
1.2 工作介質(zhì)引起的振動
1.2.1 氣流激振力造成的機組振動
進入機組的氣流壓力、流量的變化引起的工作狀態(tài)的改變。
1.2.2 氣流對葉片的沖擊和腐蝕造成的機組振動
氣流中粉塵濃度不均,使轉(zhuǎn)子受力不穩(wěn)定;氣流對葉片的腐蝕使轉(zhuǎn)子不平衡。這些振動,有些是由隨機因素造成的,有些與機組故障有直接關(guān)系。
1.3 潤滑系統(tǒng)造成的機組振動
供油系統(tǒng)的動態(tài)特性引起軸承各種形式的振動,油膜渦動和油膜震蕩也可以引起機組振動。
風機技術(shù)參數(shù)
2.1 機組技術(shù)參數(shù)及測點
風冷為雙吸式葉輪,葉輪直徑1.25米,葉輪單重1.25t,驅(qū)動電機450kW。風機正常運行轉(zhuǎn)速1200rpm。風機正常振動范圍在2.0mm/s。
現(xiàn)場測量與實例分析
頻率診斷間隔(頻率貼近度、容忍度)設(shè)置:1×Δf=0.25Hz;
風機主軸轉(zhuǎn)速實際測量為600r/min,轉(zhuǎn)動工頻為600r/min/60=10HZ
風機軸承型式:滾動軸承
3.1 設(shè)備名稱:二高線風機 設(shè)備功率:450 測點名稱:水平 測點編號:006
采集時間:2014\04\18\ 15:02:09 采樣點數(shù):n=1024 分析頻率:fh=200Hz; 頻率分辨率:Δf=0.5fh/(n/2.56)= 0.25Hz; 探頭靈敏度:v=0.009200 mm/s2;峰值:Xp=69.51925mm/s; 平均值:Xav=35.00643mm/s; 有效值:Xrms=39.61809mm/s脈沖指標:If=24.67223; 峭度指標:Kv=1.63804;
前6個幅值最大的頻率分量及其幅值見下表:
序號 | 頻率(Hz) | 幅值(mm/s) |
1 | 10 | 69.51925 |
2 | 20 | 7.42185 |
3 | 40 | 2.77522 |
4 | 80 | 2.66355 |
5 | 60 | 2.27345 |
6 | 70 | 2.15489 |
頻率診斷間隔(頻率貼近度、容忍度)設(shè)置:1×Δf=0.25Hz;
風機主軸轉(zhuǎn)速實際測量為600r/min,轉(zhuǎn)動工頻為600r/min/60=10HZ
風機軸承型式:滾動軸承
3.2 頻譜分析及處理
首先針對風機類型,先對軸承進行現(xiàn)場振動診斷,利用測量加速度,分析頻率為20000HZ,沒有發(fā)現(xiàn)異常頻率出現(xiàn),排除了軸承問題引起的振動。其次是利用測量速度,分析頻率從1000HZ—200HZ逐步分析。
根據(jù)圖1時域波形圖及頻譜圖可以看出,存在2—9倍的倍頻分量,時域波形雜亂,有不穩(wěn)定的大沖擊沖擊信號,有明顯的不穩(wěn)定的非周期信號。診斷結(jié)論為機械松動。
根據(jù)圖1域波形圖及頻譜圖可以看出,頻譜圖中基頻有穩(wěn)定的高峰,諧波能量集中在基頻,其他的倍頻振幅較小,振動的時域波形圖中為正弦波,水平方向振動大,診斷結(jié)論為不平衡。
故障處理建議:
①清洗葉輪,降低10HZ基頻。
②懷疑地腳松動情況,檢查風機地腳螺栓、軸承座地腳螺栓松動情況。
③檢查地腳后,重新對聯(lián)軸器進行找正,緊固地腳及軸承螺栓。
現(xiàn)場對軸承、聯(lián)軸器同軸度進行逐步排除檢查后,發(fā)現(xiàn)葉輪由于粘污泥過多造成風機振動,由于沒有及時清理葉輪,振動量不斷增加,導致地腳螺栓松動,最終導致振動量過大停車,經(jīng)過對葉輪的清洗,地腳螺栓緊固處理后,試車1200r/min,振幅由原來的35.00643mm/s降至1.8mm/s,達到了使用標準。