除尘风机振动原因分析及对策.doc

职业技能鉴定高级技师论文论文题目：除尘风机振动原因分析及对策广州培训首选网站!中作作 者： 单 位： 日 期： 目 录摘 要2关键词2引 言2一、风机结构及存在问题 21、风机结构及技术参数22、风机在运行中存在问题4二、振动故障诊断基本原理 4三、风机振动值的测试 41、回转机械的振动极限42、振动测点布置4四、振动故障诊断 61、滚动轴承油膜涡动及油膜振荡62、转轴组件不平衡63、旋转轴不同轴64、平台刚度低6五、减小振动的相关措施 71、风机轴承检查更换72、风机转子检查处理73、轴向中心线调整74、平台加固7六、结 束 语 8致 谢 8参考文献 9 1除尘风机振动原因分析及对策摘 要：xx公司炼铁厂炉前、槽下、原料系统除尘设备皆采用武汉鼓风机通用公司生产的双吸式单排离心风机，在运行过程中振动超标是影响设备使用的主要故障。本文运用设备故障振动诊断技术，分析了造成除尘风机振动异常的几种原因，并提出相关的解决措施，从而消除了生产中存在的设备隐患。关键词：环保；除尘风机；振动检测；故障诊断及排除引言随着龙钢公司的不断发展，环保要求越来越严格。炼铁系统除尘风机是炼铁厂的重要设备，一旦出现故障停机，会导致整个生产区灰尘弥漫、环境污染严重，员工的身心健康受到伤害。因此，风机的安全运行尤为重要。本文根据振动故障诊断的基本原理来分析除尘风机的故障特征，通过对炼铁除尘风机进行振动监测和故障诊断，提出减小振动的方法，以确保风机安全可靠地运行一、风机结构及存在问题1、风机结构及技术参数xx炼铁厂新区高炉炉前、槽下及原料系统除尘系统由北京蓝昊环保设备有限公司设计制作。除尘风机型号是Y4-74No23.6F，整体安装结构由电机、液力偶合器、风机总成、进出口管道等组成。风机安装简图如附图1所示。技术参数见附表1。风机转子为双吸单排式结构。由于该风机工作环境恶劣，负荷量大，工作连续性强，而风机传动轴又长达2.8m，因此该风机运行时动平衡要好，安装时轴的同心度要高，平衡度要精确，稳定性要强。 （图1）炼铁1#高炉炉前、槽下、原料除尘风机明细表（表1）序号设备名称规格型号主要技术参数装机数量单位生产厂家1炉前除尘系统XLCM-6580处理风量：410000m3/h； 过滤面积：65800m2 过滤风速：1.03m/min； 除尘器阻力：1500Pa 净化效率：99.5%； 室数：14个 烟气温度：最大用于压空气； 空气量：3.0m3/min（0.6MPa）1套北京蓝昊环保设备有限公司2双吸双支撑离心风机Y4-74No23.6F流量：410000m3/h； 全压：5300Pa； 轴功率：725KW； 转速：960r/min； 叶轮直径：2360mm1台武汉鼓风机通用股份有限公司3电机YKK560-6/800KW频率：50 HZ； 功率:800 KW； 电流：56.0 A； 转速：993r/min； 接法；Y： 防护等级：IP54； 工作制：S1 编号：001； 出厂日期：2008.41台武汉卧龙电机股份有限公司4调整型液力耦合器Y0TCGP875额定转速：1000r/min； 功率范围：310-910KW 出厂编号：08130； 出产日期：2008.81台烟台禹成机械有限公司5板式换热器BR0.28-1.0-16-N-VI设计压力：1.0MPa； 试验压力：1.0MPa； 换热面积：16m2； 设计温度：+120； 出厂编号：0124； 出厂日期：2008.81台辽宁远大暖通设备制造有限公司6消音器TY-ZDL-10B适用风量：410000m3/h； 使用压力：5300Pa出厂编号：08022011台启东市天宇石化冶金设备有限公司 32、风机在运行中存在问题2008年投运，炼铁1#高炉炉前除尘系统风机运行一直良好，但在2010年7月，发现风机振动严重超标，8至10月底被迫停机检修5次，8月19日初次校正后，初始时有微小振动，以后逐渐增大，一周内振动监测值由稳定运行状态的2.9m/s上升至8.2m/s，达到报警值。10月10日校正后，机组开启5分钟振动就超标，达到10.2m/s，风机平台上可感到剧烈振动。该风机故障停后，造成整片区域粉尘超标，环境恶化。因此，根据振动分析原理和旋转机械的故障特征，用数据采集对该机组进行振动监测和故障诊断，并提出相应的减小振动的方法。二、振动故障诊断基本原理风机的振动现象虽然复杂，但不同的故障模式总会表现为相应的振动特征。机组内部的缺陷引起的振动是故障振动分析的信息源，振动故障诊断就是通过测量机组的振动数据和相关参数，结合旋转机械典型故障特征分析异常振动的原因。引起除尘风机异常振动的原因可能有不平衡、偏心、轴弯曲、结构框架松动、支撑轴承配松动、不对中、共振等。以振动检测分析为基础的故障诊断，可较好地探寻现场旋转机械的振动原因。通过对除尘风机内部的运转情况进行监测分析，预测和诊断机器的运行状态，以采取相应的措施来减小振动。三、风机振动值的测试1、回转机械的振动极限根据ISO2372标准，规定了转速为600-12000rpm，频率在10-1000HZ范围内的回转机械所允许的振动极限值，见表2。 表中大型设备指单台(套)金额在170万元人民币以上且结构较为复杂的设备；小型设备指单台(套)金额在30万元人民币以下且结构相对简单的设备； 中型设备指单台(套)金额在30万元至170万元人民币复杂程度介于大型与小型之间的设备。本文中的风机属于中型机械设备。2、振动测点布置振动测试采用方法：单独测试电机；联动测试电机、偶合器和风机。2.1单独测试电机振动值将电机与偶合器的联轴节脱离，检测电机两个滑动轴承在垂直、水平、轴向三个方向上的振动值，检测结果见表34表2： 回转机械振动程度分类表振动值mm/s小型机械中型机械大型机械特大型机械0.28AAAA0.450.711.12B1.8B2.8CB4.5CCB7.1D11.2DDD18注：A-好； B-满意； C-不满意； D-不合格表3：电机轴承振动测试表方向前段轴承后端轴承垂直V2.32.5水平H2.42.3轴向A1.81.92.2 联动测试电机、偶合器和风机振动值旋转机器的基本负荷和转轴上的离心力都是通过轴承传递的，转轴上零件的故障信息都是传递到轴承上。炼铁1#高炉炉前除尘风机为双吸离心式风机，驱动过程是由电动机带动液力偶合器，再由液力偶合器带动风机转子转动。电机功率为800KW，转速为980r/min，该机组的振动测点布置如图2。在额定转速时振动值测试结果如表4电机偶合器风机123465（图2） 5 表4：电机、液力偶合器和风机联动测试表方向123456垂直V4.07.27.77.58.88.5水平H5.56.87.17.37.57.1轴向A4.57.98.59.29.68.8四、振动故障诊断引起回转机械故障振动的主要原因有以下四类：滚动(滑动)轴承油膜涡动及油膜振荡；转轴组件不平衡；旋转轴不同轴；平台固有频率低，在有激振源的情况下与机组产生共振。下面分别进行分析。1、滚动轴承油膜涡动及油膜振荡滚动轴承油膜涡动及油膜振荡引起振动分析电机单体运转所测数据，即表1所列，从中可以看出所有振动值均在满意范围内，这表明电机本身运转情况较好，不存在异常振动源，所以电机滚动轴承油膜涡动及油膜振荡造成异常振动可以排除。2、转轴组件不平衡转轴组件不平衡引起振动，将表4所测数据与表2 比较,发现成套风机各检测部位的振动值基本上均在不满意或不合格范围内,其中部位2、3 、4的振动值超标尤为严重。当转轴组件振动异常时,由于不平衡造成的可能性较大，对于不平衡引起的振动,振幅的增大同转速成正比。随后对风机各部位在不同转速下进行振动值检测,结果表明,随着转速的提高,振幅值明显增大。由此必须对风机的轴承、轴、转子进行检查。3、旋转轴不同轴所谓旋转轴的不同轴,是指用联轴节连接起来的两根轴的中心线不重合,从而引起的振动现象。存在不同轴时,容易发生轴向振动。轴向振动值是判定转轴不同轴的重要依据。从表4中可以看出,部位2、3 、4的轴向振动值最大,已在不合格范围内，因此判定电机、偶合器、风机同轴度较差引起振动。4、平台刚度低平台固有频率低, 在有激振源的情况下与机组产生共振。经计算平台固有频 6率较低, 刚度不够, 一阶固有频率为10. 237Hz、二阶固有频率为10. 84Hz、三阶固有频率为11. 26Hz、四阶固有频率为12. 57Hz、五阶固有频率为13. 55Hz,五阶固有频率非常接近风机机组的频率(f = 13. 33Hz) , 因此在有激振源的情况下产生共振, 平台振动大又加剧了机组的振动。五、减小振动的相关措施经振动分析与诊断后, 对1#炉前除尘风机须进行检修处理。打开机器检修发现有以下问题并采取了相应的措施:1、风机轴承检查此风机转子轴承是圆柱调心滚动轴承，型号是22336，径向正常间隙是130-210m，打开风机轴承座，用塞尺检测轴承架与滚珠的最大间隙是380m，已明显超标。同时发现风机轴承滚珠表面有明显磨损痕迹，因此需进行更换。2、风机转子检查高温、高粉尘的恶劣条件对风机的叶轮冲刷, 造成叶轮表面磨损严重。叶轮叶片材料是16Mn; 直径2360 mm; 总重3500 kg 。风机叶轮叶片宽650mm; 长700mm; 厚25mm, 中间板长800mm、厚20mm。叶轮主要磨损面分布在中间板处约2m2, 磨损最深在中间板迎风处, 对已磨风机转子做动平衡发现不平衡量达0. 25kg，处理措施是返厂进行动平衡试验使其达到要求。3、轴向中心线调整旋转轴不同轴引起轴向振动，电机与偶合器的连接、风机与偶合器的连接，根据偶合器安装说明,偶合器在运行中,由于油温升高,整体发生膨胀,转轴中心线上移,范围应在00. 40mm 之间。制造厂提供的中心补偿值范围为0. 150. 25mm。现场实测电机、偶合器、引风机的中心线,测量结果是耦合器的中心线比电机和引风机的中心线高出 0. 12mm ,不符合制造厂方提供的安装技术参数, 从而引起风机振动异常,必须重新调整偶合器的高度。将耦合器重新安装调试后,用百分表实测耦合器中心线比电机和风机的中心线低0. 23 mm，在要求范围之内。4、平台加固 通过混凝土承载力学计算提出平台加固方案: 在风机外轴支撑座立柱侧面，以原来结构为基础增加导杆,立柱加大50公分，从而增加平台的刚度，提高了平台的固有频率。提高后的一阶频率达22. 09Hz, 二阶频率达22. 3Hz, 三阶频率达 723.47Hz, 四阶频率达28. 69Hz, 五阶频率达28. 81Hz, 平台经加固后减小了振动, 改善了机组的运行环境。风机试运转20小时后,对图2 中6 个部位的振动值进行重新检测,结果振动值均小于2.8mm/s,符合表2中标准的要求,设备运行平稳，达到了诊断整改的目的。 改进后的振动测试数据如表5。表 5 电机、耦合器和风机联动测试表方向123456垂直V2.32.52.52.62.52.3水平H1.91.81.92.02.32.6轴向A2.22.31.92.32.41.9六、结束语综上所述，本文从引起回转机械故障振动的四类因素，对炼铁1#炉前除尘风机进行了振动监测和故障诊断，分析了造成除尘风机振动超标的原因及相应的处理方法，现场操作方便,实用性强,适合在设备安装