高温风机振动故障诊断与分析

1、高温风机振动故障诊断与分析2007-2-8作者:                                               

2、;                      作者：黎运树单位：华宏水泥股份有限公司中图分类号:TQ172.622.2文献标识码:B文章编号:1002-9877(2003)06-0022-02我公司1000t/d新型干法生产线经过改造后，产量从900t/d提高到了1350t/d，高温风机工作转速从原来的1050r/min提高到了1300r/min。风机转速提高后，异常振动越来越频繁，曾经

3、造成轴承损坏、轴承走内圆、轴承座螺栓断裂、机架地脚螺栓断裂等多次故障。风机的振动问题，制约了产量的稳定提高，只能保持在1200t/d左右。我们通过对高温风机进行全面的振动测量和跟踪，对比振动档案、改造前后的工艺参数的变化，终于找出了原因，解决了振动问题。 1设备情况型号:FW6-2×2921.5；风量:220000m3/h；风压:6860Pa；工作转速:10501410r/min；调速装置:调速型液力偶合器；工作温度:350；电动机:Y450-4，710kW，1480r/min。2故障情况及振动分析2002年12月31日，我们对风机振动进行测量，测点布置见图1。图1高温风机振动测点布

4、置除了风机两端轴承座的振动异常外(图中1、2两测点)，其它测点的振动值都在允许范围内。风机转速在1200r/min时1、2测点的振动值见表1，频谱图见图2，在该图上发现风叶不平衡特征非常明显。停机后对风机进行全面检查:检查风机轴承，紧固所有的轴承座螺栓、地脚螺栓，重新调整风机的水平、联轴器间的同轴度，把可能引起振动的因素都尽量排除。在检查中还发现风叶上粘结有不少的物料，像陶瓷片一样脆硬，非常难清理。清理干净后试机，在转速提到1300r/min时振动值正常，各测点的振动位移值都在80m以下，投料生产几天后，随着投料的增加、转速的提高，振动值又逐步增大，转速越高振动值越大，在频谱图上也存在不平衡特

5、征。停机检查发现风叶上又粘结有不少的物料，清理干净后重新开机投料生产，振动情况和上次一样。如此反复几次，发现风机的振动变化都基本一样，即清理干净后开始几天振动正常，随着投料的增加，转速的提高，振动值逐步加大，转速越高，振动值越大，转速降低，振动值也降低，当转速在不大于1200r/min、工艺操作基本稳定时，振动值也基本稳定。 表1 1200r/min时风机两端轴承座的振动 测点 速度值/(mm/s) 位移值/m 1V 5.17 115.6 1H 1.90 33.5 1A 4.19 66.5 2V 25.34 523.9 2H 13.68 276.6 2A 26.19 313.7图21200r/

6、min时风机频谱图分析我们初步怀疑风机振动的主要原因是风叶积料引起风叶不平衡所致。进一步检查分析生产记录，1999年以前风机的风叶基本上是干净的，没有粘结物料；2001年1月22日有过风叶明显不平衡特征的谱线，4月份停机检查发现风叶严重粘结物料，数量也比此次多很多，清理干净后，振动恢复正常。因此，分析认为，这次风机振动的原因除了风叶积料外，还应该有其他的原因。为此我们对风机进行全面的振动测量，发现联轴器端轴承座底座的一边地脚螺栓振动较异常，其测点布置及测量结果见图3。图3联轴器端风机轴承座地脚螺栓振动测量从图3看出，轴承底座南边的地脚螺栓垂直方向的振动最大，达到0.21mm，而其它的地脚螺栓的

7、振动都小的多，可以初步判定，南面的2个地脚螺栓存在松动，那么地脚螺栓上的螺母就应该能往下扭，但对螺母紧固时，螺母却扭不动，地脚螺栓好像并不松，但测量这2个螺栓的振动还是异常，看来问题可能出在基础上，可能地脚螺栓的二次灌浆有问题。停机后，把轴承座、轴承座底座移开检查地脚螺栓，表面上看不出什么问题，用4磅手锤打击地脚螺栓也感觉不到地脚螺栓的松动，把地脚螺栓挖出来，发现地脚螺栓上部与二次灌浆的混凝土结合是好的，但下部二次灌浆的混凝土较松，还渗有机油，这表明这2个地脚螺栓的二次灌浆是有缺陷的，由于二次灌浆只有部分起作用，刚性不够，当风机的振动能量达到一定的时候，就会引起这2条地脚螺栓的振动异常，地脚螺

8、栓的振动又加剧风机的振动，所以说地脚螺栓的二次灌浆缺陷是造成风机振动的主要原因。改造前，风机工作转速基本上在1050r/min以下，风叶虽然也有积料，存在不平衡现象，但由于转速低，振动的总能量还不足以对有缺陷的二次灌浆的地脚螺栓的振动产生较大的影响，除非不平衡量足够大。2001年4月份的停机清理出来的物料有十几千克，那时候的振动已经引起二次灌浆的有缺陷的地脚螺栓较大的振动，但是由于出现这种振动只有1次，没有进一步查找原因。风叶上的积料是低熔点物料粘上去的，改造前风叶的最高工作温度在400以下，生料投料量只有60t/h，物料粘上风叶的几率相对低一些，1999年以前风叶上基本不积料，只是到了200

9、1年4月由于风叶积料太多，引起了风机振动过大而被迫停机清理。当风机的工作转速从1050r/min提高到1300r/min左右，由于离心力与速度的平方成正比，所以，同等的不平衡的质量，提高转速后的振动能量明显地增大，很少的积料也会造成二次灌浆有缺陷的地脚螺栓较大的振动。另外，改造后，风叶的工作温度有时将近600，生料投料量达90t/h，物料比改造前更容易粘结在风叶上，所以，造成风机振动异常现象频繁发生。3解决措施1)处理二次灌浆有缺陷的地脚螺栓2003年1月对地脚螺栓重新灌浆固定，开机投料生产了1个多月，风机转速在1300r/min左右，产量基本稳定在1350t/d，风机的振动值变化在0.03m

10、m左右，比没处理地脚螺栓前小得多，总的振动值在正常范围内(见表2)。停机检查风叶又积了一些物料，清理干净后振动值也降低至0.03mm左右，所以，我们认为地脚螺栓的二次灌浆缺陷是造成风机振动的主要原因，风叶积料是次要原因。 表2 处理地脚螺栓后1300r/min时风机测点振动值 测点 速度值/(mm/s) 位移值/m 1V 2.73 51.3 1H 1.41 27.2 1A 3.33 56.3 2V 1.92 26.4 2H 1.22 11.5 2A 3.63 50.82)解决风叶积料问题风叶积料与温度、物料特性、物料量、工艺操作的稳定性等因素有关，物料特性、物料量这2个因素不好控制，能控制的只

11、有温度和工艺操作，温度越高、工艺操作越不稳定，风叶上就越容易积料，正常投料生产时风机的温度并不高，只有300左右，只在点火升温阶段和生产过程中突然停止投料时温度才升高，有时将近600，若在此时投料，低熔点的物料很容易粘在风叶上。如果在高温风机前增加一个冷风阀，在点火升温阶段和生产过程中突然要停止投料时打开冷风阀，使风机的温度控制在300左右，就可以减少风叶积料。但又担心冷风阀密封性能不好，会影响工艺操作，另外，安装工作量较大，需较长时间停机，因此，目前只有要求操作人员尽量稳定操作，每次都利用停机检修机会对风叶进行清理，通过这样的措施来保证风机长期正常运转。目前正常生产，最高月产量达到36089

12、t，风机的振动变化是由于风叶积料不均所致，也在正常范围内，在利用停机机会对风机进行清理后振动即降下来。中国水泥技术网版权与免责声明：凡本网注明“来源：中国水泥技术网”的所有文字、图片和音视频稿件，版权均为“中国水泥技术网”独家所有，任何媒体、网站或个人未经本网协议授权不得转载、链接、转贴或以其他方式复制发表。已经本网协议授权的 媒体、网站，在下载使用时必须注明“稿件来源：中国水泥技术网”，违者本网将依法追究责任。本网转载并注明其他来源的稿件，是本着为读者传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。如对稿件内容有疑议，请及时与我们联系。如本网转载稿涉及版权等问题，请作者在两周内

13、尽快来电或来函联系。相关文章·优化工艺管理提高2500t/d回转窑产量的措施2010-5-21·旋风预热器结构性能的研究2010-5-20·在1200t/d水泥熟料预分解炉改烧高炉煤气的应用2010-5-20·2000t/d烧无烟煤水泥生产线情况分析2010-5-10·浅谈劣质煤在新型干法水泥厂上的应用2010-4-23·埃塞俄比亚MESSEBO水泥厂2000T/D熟料生产线油改煤设计2010-4-22·MgO对水泥熟料煅烧的影响2010-4-13·浅谈混合煤中硫对熟料煅烧的影响及解决措施2010-4-13！

14、83;！#！·#！·#电站风机振动故障简易诊断摘 要：分析了风机运行中几种振动故障的原因及其基本特征，介绍了如何运用这些振动故障的基本特征对风机常见振动故障进行简易诊断，判断振动故障产生的根源。    关键词：风机；振动；诊断     风机是电站的重要辅机，风机出现故障或事 故时，将引起发电机组降低出力或停运，造成发电量损失。而电站风机运行中出现最多、影响最大的就是振动，因此，当振动故障出现时，尤其是在故障预兆期内，迅速作出正确的诊断，具有重要的意义。简易诊断是根据设备的振动或其他状态信息，不用昂贵的仪器，通常运用

15、普通的测振仪，自制的听针，通过听、看、摸、闻等方式，判断一般风机振动故障的原因。文中所述振动基于电厂离心式送风机、引风机和排粉机。1  轴承座振动1.1  转子质量不平衡引起的振动    在现场发生的风机轴承振动中，属于转子质量不平衡的振动占多数。造成转子质量不平衡的原因主要有：叶轮磨损(主要是叶片)不均匀或腐蚀；叶片表面有不均匀积灰或附着物(如铁锈)；机翼中空叶片或其他部位空腔粘灰；主轴局部高温使轴弯曲；叶轮检修后未找平衡；叶轮强度不足造成叶轮开裂或局部变形；叶轮上零件松动或连接件不紧固。转子不平衡引起的振动的特征：振动值以水平方向为最大，而

16、轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处；振幅随转数升高而增大；振动频率与转速频率相等；振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感；空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时，测量的相位角值不稳定，其振动频率为30%50%工作转速。1.2  动静部分之间碰摩引起的振动    如集流器出口与叶轮进口碰摩、叶轮与机壳碰摩、主轴与密封装置之间碰摩。其振动特征：振动不稳定；振动是自激振动与转速无关；摩擦严重时会发生反向涡动；1.3  滚动轴承异常引起的振动    1.3.1  轴承装配不良的振动 

17、0;  如果轴颈或轴肩台加工不良，轴颈弯曲，轴承安装倾斜，轴承内圈装配后造成与轴心线不重合，使轴承每转一圈产生一次交变的轴向力作用，滚动轴承的固定圆螺母松动造成局部振动。其振动特征为：振动值以轴向为最大；振动频率与旋转频率相等。    1.3.2  滚动轴承表面损坏的振动    滚动轴承由于制造质量差、润滑不良、异物进入、与轴承箱的间隙不合标准等，会出现磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂而造成损坏后，滚珠相互撞击而产生的高频冲击振动将传给轴承座，把加速度传感器放在轴承座上，即可监测到高频冲击振动信号。这种振动稳定性很差，与

18、负荷无关，振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大，振动的精密诊断要借助频谱分析，运用频谱分析可以准确判断轴承损坏的准确位置和损坏程度，在此不加阐述。表1列出滚动轴承异常现象的检测，可以看出各种缺陷所对应的异常现象中，振动是最普遍的现象，抓住振动监测就可以判断出绝大多数故障，再辅以声音、温度、磨耗金属的监测，以及定期测定轴承间隙，就可在早期预查出滚动轴承的一切缺陷。1.4  轴承座基础刚度不够引起的振动    基础灌浆不良，地脚螺栓松动，垫片松动，机座连接不牢固，都将引起剧烈的强迫共振现象。这种振动的特征：有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大，且

19、以径向分量最大；振动频率为转速的1、3、5、7等奇数倍频率组合，其中3倍的分量值最高为其频域特征。1.5  联轴器异常引起的振动    联轴器安装不正，风机和电机轴不同心，风机与电机轴在找正时，未考虑运行时轴向位移的补偿量，这些都会引起风机、电机振动。其振动特征为：振动为不定性的，随负荷变化剧烈，空转时轻，满载时大，振动稳定性较好；轴心偏差越大，振动越大；电机单独运行，振动消失；如果径向振动大则为两轴心线平行，轴向振动大则为两轴心线相交。    示例：某厂M5-29-NO19D型排粉机，转速n=1 450 r/min，在运行

20、中出现振动，运用普通测振仪测振情况如下：根据振动情况，振动在承力端的水平方向为最大，垂直及轴向较小，据此判断很可能是叶轮不平衡引起振动，而且振幅随转速的升高而增长很快，转速降低时振幅可趋近于零，再用听针听承力轴承声音正常，用手摸轴承温度正常，检查地脚螺栓完好，轴承和基础原因可排除，联轴器问题也不可能。检查叶轮发现叶轮磨损严重，系磨损不均匀所至，经进行动平衡试验，在叶轮上加平衡块重450 g后振动消除。2  转子的临界转速引起的振动    当转子的转速逐渐增加并接近风机转子的固有振动频率时，风机就会猛烈地振动起来，转速低于或高于这一转速时，就能平稳地工作。

21、例如：改造后的风机，由于叶轮太重，使风机轴系的临界转速下降到风机工作转速附近，引起共振；基础刚度不足，重量不够，其固有频率接近旋转频率；风机周围的其他物件、管道、构筑物的共振。调节门执行机构传动杆的共振。其振动特征为：该物件共振处的相对振动最大；振动频率与旋转频率相同或接近。3  风机风道振动    这种振动是由于风道系统中气流的压力脉动与扰动而引起的。3.1  风箱涡流脉动造成的振动    入口风箱的结构设计不合理，导致进风箱内的气流产生剧烈的旋涡，并在风机进口集流器中得到加速和扩大，从而激发出较大的脉动压力波。

22、其振动特征为：压力波常常没有规律，振幅随流量增加而增大。3.2  风道局部涡流引起的振动    风道某些部件(弯头、扩散管段)的设计不合理，造成气流流态不良，在风道中出现局部涡流或气流相互干扰、碰撞而引起气流的压力脉动，从而激发出噪声和风道的振动。其振动特征：振动无规律性，振幅随负荷的增加而增大。3.3  风机机壳和风道壁刚度不够引起振动。    刚度较弱的位置，振幅就较大。3.4  旋转失速    当气流冲角达到临界值附近时，气流会离开叶片凸面，发生边界层分离从而产生大量区域的涡流，造成风机风压下降。旋转失速主要发生