五炼焦地面除尘风机诊断

1、五炼焦地面除尘风机诊断胡志刚（武钢焦化公司）摘 要：设备管理中的设备维修计划来源于设备的运行和点检，设备运行和点检的支撑靠设备运行状态的监测与诊断技术。目前，最广泛并常用的诊断技术是机械设备运行状态振动的监测与诊断技术，这种技术应用到实际中，如果机组运行中只仅仅存在一种故障，且对应一种征兆，是比较容易分析、判断出设备故障的性质、原因、部位、程度，但对应多种征兆，对设备故障诊断就有一定的难度；如果机组运行中存在两种以上的耦合故障，对应的征兆可能就是错综复杂。如何分析、诊断、处理耦合故障，这就需要设备诊断技术人员有丰富的理论知识与实践经验。也就是说设备中的耦合故障不一定一次就能完全彻底处理好，它需

2、要监测、分析、诊断、处理，监测反复循环的过程，每一个轮的过程都是新信息的补充，都是下一次诊断和处理的依据，直至设备故障完全地根除，设备恢复其原有的性能与功能。关键词：设备管理 诊断技术 一. 简介焦化公司五炼焦车间地面除尘机组生产状况为24小时连续运行。风机为两端支撑，齿式联轴器传动, 转子质量5.8t，风轮直径2330mm，转速440940rpm，叶片数为10，电机型号YKK650-0 功率300KW 10000V 63.3A 转速993rpm 极对数为3。在900rpm时，机组振动达到19.25mm/s，使得该设备不能正常高速运行，仅在500rpm运行，严重影响生产产能的发挥。需对该机组进

3、行状态监测与故障诊断。（机组构成及测点见简图）二. 首次监测与分析对机组进行六个测点、二个参量、三个方向的测试。测试的信息见谱图H：水平 V：垂直A：轴向 焦化公司5炼焦车间推焦除尘风机故障状态各测点频谱图：H ap=1.412m/s2 vrms=0.890mm/s App=17.19m 频率Hz33.816.257.566.2幅值mm/s0.780.760.160.13频率Hz100.076.2 116.23.80幅值mm/s0.120.050.050.04V ap=0.854m/s2 vrms=0.738mm/s App=16.52m频率Hz16.2100.041.233.8幅值mm/s0

4、.820.530.290.17频率Hz66.225.052.58.8幅值mm/s0.070.070.060.05H ap=6.170m/s2 vrms=19.25mm/s App=329.9m频率Hz32.516.250.082.2幅值mm/s20.1513.781.991.44频率Hz0.098.8116.2331.2幅值mm/s1.000.830.540.53 V ap=4.892m/s2 vrms=6.379mm/s App=70.37m频率Hz16.232.550.066.2幅值mm/s6.515.191.431.20频率Hz98.8132.582.5215.0幅值mm/s0.670.

5、540.330.24A ap=4.990m/s2 vrms=13.10mm/s App=212.8m频率Hz16.232.550.066.2幅值mm/s11.106.091.670.73频率Hz148.8331.282.5247.5幅值mm/s0.660.550.550.46H ap=5.683m/s2 vrms=20.54mm/s App=385.8m频率Hz32.516.250.00.0幅值mm/s17.1214.911.270.86频率Hz98.8165.082.5116.2幅值mm/s0.750.730.500.32V ap=4.580m/s2 vrms=12.20mm/s App=2

6、92.2m频率Hz16.232.548.852.5幅值mm/s12.585.382.720.77频率Hz63.880.096.2127.5幅值mm/s0.650.500.490.26A ap=5.566m/s2 vrms=14.85mm/s App=451.3m频率Hz16.232.550.066.2幅值mm/s14.098.412.371.78频率Hz82.5148.8330.00.0幅值mm/s1.290.540.400.38H ap=3.911m/s2 vrms=8.464mm/s App=204.8m频率Hz16.298.8116.2132.5幅值mm/s10.892.491.431.

7、24频率Hz82.532.5148.866.2幅值mm/s1.201.140.950.87V ap=1.687m/s2 vrms=1.272mm/s App=29.87m频率Hz16.282.5132.5231.2幅值mm/s1.500.470.400.34频率Hz215.066.250.0182.5幅值mm/s0.300.280.270.25A ap=3.975m/s2 vrms=3.671mm/s App=45.80m频率Hz16.282.532.598.8幅值mm/s4.043.112.162.00频率Hz116.2148.866.277.5幅值mm/s1.711.630.900.84H

8、 ap=2.857m/s2 vrms=11.96mm/s App=285.8m频率Hz16.282.532.550.0幅值mm/s14.663.082.402.00频率Hz66.298.8165.0148.8幅值mm/s1.421.070.310.28V ap=2.776m/s2 vrms=3.853mm/s App=54.28m频率Hz98.816.232.5116.2幅值mm/s3.952.312.090.89频率Hz50.082.5132.566.2幅值mm/s0.740.540.400.37A ap=3.282m/s2 vrms=7.243mm/s App=110.4m频率Hz32.5

9、16.298.850.0幅值mm/s6.224.614.172.34频率Hz116.2132.542.5165.0幅值mm/s1.070.870.390.37测试的信息分析：1偶合器测点、,风机测点、振动值（rms）大于4.5 mm/s (ISO2372标准的报警值) ；2偶合器测点、谱图中含有明显2X倍频，且H方向2X倍频幅值均比1X倍频幅值大；3测点、谱图中含有3X、4X、5X、6X、整倍频成分；4测点、谱图中含有1X倍频，1X倍频能量最大（除V外）。综合上述分析，可得出以下初步结论：偶合器与电机、偶合器与风机有不对中的故障；偶合器有松动的故障；风机有不平衡的故障。对于机组中存在不对中、松

10、动、不平衡耦合的故障，应在不停机的状态下先查找偶合器松动的部位，并先消除松动的因素,再解决不对中、不平衡的故障。偶合器可能松动的部位有偶合器的轴承、偶合器的机箱体、偶合器的机箱体与机座的连接、机座与地脚螺栓的连接等。对偶合器各部位进行了一个参量、多个测点的振动测试。依据测试信息可判断其连接刚度，查找具体的松动部位。偶合器机座与垫板见简图，各测点测试数据见表1。表1 偶合器机座与偶合器机座垫板各测点测试的振动值（rms）测点ABCDEFHIJKL机座mm/s2.02.01.210.619.65.61.32.29.08.03.8垫板mm/s2.02.01.13.602.306.81.41.49.0

11、2.52.0注：垫板G被二次灌浆层盖住无法测量。从测试数据中,可以分析得出DEFIJKL垫板(测点)是松动的(刚性基础机座的振动值通常是1.5 mm/s以下；DEFIJKL垫板与机座振动值大于1.5 mm/s, DEFIJKL垫板与机座对应点的振动值也不在一个等级范围内)。偶合器机座与机座的垫板有松动的故障,就可造成电机与偶合器、偶合器与风机有不对中的征兆,因此首先要解决偶合器机座松动故障。三. 处理与监测整改的方案是增强偶合器机座的刚度，偶合器机座的地脚螺栓数量增加到八个 (原地脚螺栓数量只有四个,明显连接刚度不够) 。对偶合器松动及重新找正整改完后，再次对该机组进行了振动测试，风机转速94

12、0rpm。（测试数据见表2）表2 处理前后机组各测点的测试数据（rms）测点HVAHVAHVA处理前mm/s0.8900.7381.5094.0211.9091.52219.256.379 13.10 处理后mm/s 2.4190.6571.4351.5090.502 0.643 3.486 0.784 0.681 测点HVAHVAHVA处理前mm/s20.54 12.20 14.85 8.4641.2723.67111.963.8537.243处理后mm/s 3.134 0.581 1.211 5.1040.9480.7935.8631.0753.348偶合器机座松动故障处理后，依据机组转速

13、达940rpm的测试数据与ISO2372标准。可以说完全解决了偶合器机座松动的故障。对整个机组再次进行六个测点、二个参量、三个方向的测试，发现风机两端轴承座的振动值仍然较大，谱图见下图。风机两端轴承的频谱图（已根除偶合器机座松动故障）：H ap=1.498m/s2 vrms=5.104mm/s App=129.1m频率Hz16.2110.095.0126.2幅值mm/s6.000.880.590.46频率Hz31.278.862.50.0幅值mm/s0.360.350.350.25V ap=0.487m/s2 vrms=0.948mm/s App=26.51m频率Hz16.031.292.56

14、1.2幅值mm/s1.110.160.160.07频率Hz77.5108.80.0123.8幅值mm/s0.060.050.040.03A ap=0.305m/s2 vrms=0.793mm/s App=29.41m频率Hz16.231.293.8110.0幅值mm/s1.650.700.600.28频率Hz47.578.8126.262.5幅值mm/s0.220.210.200.13H ap=1.375m/s2 vrms=5.863mm/s App=157.2m频率Hz16.231.247.563.8幅值mm/s7.171.221.070.88频率Hz78.895.00.0111.2幅值mm

15、/s0.670.670.250.23V ap=0.535m/s2 vrms=1.075mm/s App=28.28m频率Hz16.231.247.563.8幅值mm/s1.240.310.230.12频率Hz95.0110.078.8126.2幅值mm/s0.100.090.080.05A ap=1.218m/s2 vrms=3.348mm/s App=66.70m频率Hz31.216.247.5110.0幅值mm/s3.662.581.060.57频率Hz43.895.0142.5126.2幅值mm/s0.400.390.280.25四.第二次分析与诊断1. 测点H、H、V、V的谱图均以1X

16、倍频为主，且时域波形为近似的正弦波；2. 测点H、H的振动值（rms）分别为5.104mm/s、5.863 mm/s均大于4.5 mm/s；3. 测点V、V的振动值（rms）分别为0.948mm/s、1.075mm/s；4. 测点、的谱图中存在3X、4X、5X、6X、整倍频成分；5. 测点H、H、V、V的谱图均含有一倍频,且以一倍频为主,振动值(rms)最大的为2.419 mm/s.综上所述：风机存在不平衡的故障，风机运行状况的程度已超过ISO2372标准的报警值，需要做动平衡校验；风机轴承存在松动(间隙大)的征兆；电机的转子存在不平衡的故障，但不平衡量较小可监测运行。五.动平衡校验风机的工况

17、转速是440940 rpm。依据动平衡原理：风机需稳定在某一转速下做动平衡校验；在一阶模态下应选择高速做动平衡校验(转子的不平衡量是一定的，但振动值随转速升高，而增大)据此原理选择动平衡校验转速为940rpm，平衡等级为6.3，允许不平衡重查表为60。平衡试重Q=允许不平衡重（gmm/kg）×转子质量(kg) ×(510)/校正半径(mm) =60×5800×(510)/1165=1494g2988g平衡试重Q在现场的环境下选定为1750g。动平衡仪器：B&K2526测试分析仪器:904数采器A0为初始不平衡向量；A1为平衡试重不平衡向量；见左图

18、A0=4.4mm/s 相位-68°A1=10.1 mm/s 相位43°A1-A0=12.4 mm/s平衡重P=Q×A0/A1-A0平衡重P=621g动平衡校正方法用的是加重法，考虑到平衡重需要焊接在风轮上，一根焊条的纯重是50g, 故实际平衡重为600g，相位是以平衡试重Q为起点，逆向转动50°。动平衡前后振动的测试数据见表3。表3 动平衡前后风机振动的测试数据测 点5H5V5A6H6V6A平衡前mm/s(rms)5.1040.9480.7935.8631.0753.348平衡后mm/s(rms)1.6730.1800.4001.1210.2560.802依据风机动平衡后的测试数据及整个机组运行一个月的记录，该机组运行状况良好。六.总结机械设备运行过程中，需对其振动进行监