風機故障診斷案例二

1、焦爐2號爐前除塵風機故障診斷前言2號爐前除塵風機是寶鋼焦爐較早投產運行的設備，負責清除焦爐上料時產生的煤塵。若發(fā)生故障，除直接污染環(huán)境外，還將成為安全生產的隱患。05年9月現場設備管理人員發(fā)現風機振動值不斷攀升并有加速的趨勢，遂委托檢測公司進行測試。診斷部技術人員根據風機振動數值和振動信號，確定風機軸承已嚴重磨損，應馬上更換。通過對檢修前后的全程跟蹤，技術人員最終找到了故障的根本原因。1簡述2號爐前除塵風機是寶鋼焦爐二期重要設備，結構為雙支撐雙吸離心式。該風機屬非受控設備。2005年9月12日，診斷部技術人員受現場點檢委托對該設備進行測試。以下是設備測點示意圖：2 基本參數及相關計算2號爐前除

2、塵風機主動力為一臺三相異步電動機，功率260KW，轉速1487r/min。電機自由側軸承型號3G32222、負荷側軸承型號3G32224、3G126，風機兩側軸承型號均為1622。電機與風機通過彈性聯軸器連接。相關頻率計算如下：設備運轉時電機轉速恒定，故電機轉頻f電機1487/6024.78Hz；電機與風機通過彈性聯軸器直接連接，故風機轉頻f風機f電機24.78Hz。f軸承內圈故障頻率24.78×內圈故障頻率系數f軸承外圈故障頻率24.78×外圈故障頻率系數f軸承滾動體故障頻率24.78×滾動體故障頻率系數f軸承保持架故障頻率24.78×保持架故障頻率系

3、數3G32224、3G126、1622軸承的各故障頻率系數如下表軸承型號保持架故障頻率系數滾動體故障頻率系數外圈故障頻率系數內圈故障頻率系數3G322240.4353.2127.82810.1723G1260.3741.8102.9905.01016220.3992.2955.1827.818轉頻為24.78Hz時，3G32224、3G126、1622軸承的各故障頻率如下表軸承型號保持架故障頻率滾動體故障頻率外圈故障頻率內圈故障頻率3G3222410.78Hz79.59Hz193.98Hz252.06Hz3G1269.27Hz44.85Hz74.09Hz124.15Hz16229.89Hz56

4、.87Hz128.41Hz193.73Hz3測試使用的儀器有： MCV021測振儀、MCV061測振儀、EMC-2000B數采器、2130振動測試分析儀。測點方向振動速度平均值振動速度有效值軸承沖擊平均值軸承沖擊平均值2月3日9月12日2月3日9月12日01V0.232.901.960.14H0.321.820.770.07A0.814.611.580.0802V0.563.020.581.06H0.332.281.040.74A1.625.370.920.2003V0.5942.390.2916.27H0.9730.760.154.35A0.9243.410.9714.9604V0.384.

5、310.861.37H0.576.071.710.59A1.754.231.370.51上表為2005年2月3日、9月12日2號爐前除塵風機振動值，其中2005年2月3日的振動值由MCV-061B測得，9月12日的振動值由EMC-2000B測得。4故障分析與定位4.1 振動值分析1、 從振動數值上來看，2號爐前除塵風機各個測點振動值都已超過設備注意狀態(tài)的標準，尤其是3測點振動值遠大于異常狀態(tài)的標準。 2、 對設備電機、風機底腳緊固螺栓進行測試后確定其沒有松動、受力嚴重不均的情況。3、 使用2130振動測試分析儀對聯軸器兩端振動相位差進行測試，確定聯軸器對中良好（在傳感器反向放置的情況下，軸向相

6、位差為163º；在傳感器同向放置的情況下，水平相位差為24º）。4、 根據上述情況，初步估計3測點存在故障的可能性較大。4.2振動信號分析1、 從設備各測點軸向振動頻譜看，無論電機兩側還是風機兩側，128.75Hz及其2倍頻258.13Hz都是主要頻率，其中3測點頻譜中128.75Hz和258.13Hz頻率的振動能量最大（分別是6.37、3.33），而與3測點距離最遠的1、4測點，其頻譜中上述兩頻率的能量最小。設備各測點其他方向的振動頻譜也反映了類似現象。2、 3測點振動頻譜中除128.75Hz及其2倍頻258.13Hz外，還有10Hz的低頻振動，而且振動能量最大。 3、

7、128.75Hz與風機軸承外圈故障頻率理論值128.41Hz高度吻合，可以判定就是軸承故障頻率。4、 4個測點中3測點軸承沖擊值異常。5、 上述情況說明3測點軸承外圈存在嚴重異常磨損導致強烈振動，使3測點成為引起整個機組異常振動的震源。05年9月12日2號爐前除塵風機各測點軸向振動頻譜圖5結論根據2號爐前除塵風機振動數據和頻譜特征，我們做出最后結論：風機負荷側軸承外圈存在嚴重異常磨損，已引起整個機組振動異常，必須馬上停機更換。6檢修與驗證現場設備管理人員采納了我們的建議，并于當日對風機負荷側軸承進行了更換。檢修結果與我們的判斷完全一致。上圖為9月12日更換下的風機負荷側失效軸承照片7檢修后的跟

8、蹤與故障的最終判定05年9月13日，檢測公司技術人員使用MCV-021和EMC-2000B對檢修后的風機進行了跟蹤測試，振動數據如下表：測點方向振動速度平均值振動速度有效值軸承沖擊平均值軸承沖擊平均值MCV-021EMC-2000BMCV-021EMC-2000B01V0.280.350.260.40H0.320.360.430.58A0.800.940.200.3102V0.620.840.601.32H0.500.470.511.00A1.051.040.480.9803V0.622.501.500.46H0.913.700.700.64A0.915.100.731.4104V0.782.

9、091.700.68H0.721.500.500.48A1.002.500.390.82上表為2005年9月13日2號爐前除塵風機更換軸承后的振動值從上表可以看出MCV-021和EMC-2000B測定的設備振動值有差異，尤其是風機兩側的振動值。根據兩種儀表性能差異，我們懷疑3、4測點存在頻率超過250Hz的振動，而且能量較大。通過查看設備振動頻譜（見下圖），證實了我們的想法。風機負荷側軸向振動信號以750Hz至850Hz的高頻為主，風機自由側振動信號以128.75Hz、 258.13Hz為主（1倍和2倍的風機軸承故障頻率）。05年9月13日2號爐前除塵風機風機兩側軸向振動頻譜圖根據風機結構，風

10、機內氣流不穩(wěn)產生高頻振動的可能性最大?，F場檢修記錄顯示9月10日2號爐前除塵風機剛剛做過葉輪探傷，并更換過風機自由側軸承。這就排除了風機葉輪裂紋和風機自由側軸承本體存在故障的可能性。從9月10日、12日分別更換下來的風機自由側、負荷側軸承失效情況來看，風機軸承肯定沿軸向單邊受力，造成雙列調心球軸承外圈滾道一側（而且是同一側）出現嚴重的溝形剝落（見附圖）。上圖為9月10日更換下的風機自由側失效軸承照片根據設備聯軸器結構類型、失效軸承溝形剝落位置我們排除了因聯軸器安裝問題造成此異常軸向力的可能性。在仔細察看2#爐前除塵風機后，我們發(fā)現風機自由側軸承端蓋與軸承座端面存在8mm寬的間距，這說明自由側軸

11、承與端蓋之間沒有游隙，這與正常安裝情況嚴重不符。依照上述情況綜合考慮，我們認為風機轉子安裝時中心偏風機自由側，引起風機兩側喇叭口與罩殼喇叭口間距嚴重不等（自由側的間距小，負荷側的間距大），導致進氣口壓差產生異常軸向力使雙列軸承單邊受力，最終造成風機軸承過早失效。我們的判斷得到了現場檢修人員的證實。9月12日，現場檢修人員按照標準完成聯軸器和風機負荷側軸承安裝后發(fā)現風機自由側軸承座側端蓋無法正常裝入軸承座內，而風機兩側喇叭口與罩殼喇叭口間距也有較大差異。在嚴格按照標準安裝后2#爐前除塵風機為何還存在偏移，對此我們做了如下推斷：若僅僅是風機自由側軸承座基礎定位不準可能造成自由側軸承座側端蓋無法正常裝入軸承座內，但不可能造成風機兩側喇叭口與罩殼喇叭口間距的差異，而只