高炉助燃风机故障诊断及处理

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高炉助燃风机故障诊断及处理

李刚艳何凤英赵奇志(鞍钢职工大学)

摘要:通过对高炉助燃风机的振动监测与故障诊断,利用综合分析方法,查明了风机振动异常是转轴不对中和滚动轴承故障造成的。为风机维修提早做好了充分准备。处理后的风机恢复正常运行状态,避免了事故的发生,并节约了大量的人力、物力及维修时间。关键词:助燃风机、振动测试、故障诊断、不对中

一、前言
1概述
鞍钢炼铁厂6号高炉1号助燃风机在一段时间里振动较大。点检员在日常点检维护中采取了一些措施,但都见效不大。为了查找助燃风机振动较大的原因,及早发现故障隐患,提前做好维修准备,对1号助燃风机进行了振动测试。
助燃风机结构简图见图1

1助燃风机结构简图及测点布置
主要参数:电机转速:n=1450r/min、电动机功率:P=110-135Kw叶轮叶片数:810个,轴承型号:③3624,④324联轴器类型:弹性注销联轴器2、频率计算
轴的转频:fr=n/60=1450/60=24.2Hz
叶片通过频率:f=叶片数×fr=(810×24.2=193.6242Hz滚动轴承内圈的故障特征频率:f3=225.8Hzf4=217.8Hz外圈的故障特征频率:f3=136.8Hzf4=145.2Hz滚动体的故障特征频率:f3=46.2Hzf4=47.6Hz
保持架的故障特征频率:f3=9.01=9.26Hzf4=9.69Hz
二、现场测试及结果

测点布置见图1。本次测试分析,取3个测点(图1中的②、③、④),并分别在水平、垂直、轴向三个方向,测量速度、加速度,共18个测量值。各测点振动幅值见表1
1各测点振动幅值表427
测点参数速度mm/s
加速度
2-1H水平10.4184.4
2-2V垂直8.9132.5
2-3A轴向19.8237.4
3-1H水平21.9138.4
3-2V垂直21.1113.2
3-3A轴向28.157.7
4-1H水平13.629.7
4-2V垂直10.840.5
4-3A轴向11.514.4
mm/s
2为测点3轴向速度时域波形,3为测点2水平速度时域波形,4为测点3轴向
2

速度幅值谱图,图5为测点2水平速度幅值谱图。表2为测点3轴向速度频域峰值,3测点2水平速度频域峰值。
2测点3轴向速度
时域波形


3测点2水平速度时域波形
4测点3轴向速度幅值谱图


2测点3轴向速度频域峰值
峰值序号频率(Hz幅值(mm/s
150.017.70
2100.016.04
3125.015.63
475.014.71
5675测点2162.522.5175.0平速度幅值谱图5.643.612.82
8

112.52.71

3测点2水平速度频域峰值
峰值序号频率(Hz幅值(mm/s
150.05.13
2100.04.92
325.04.84
4175.04.02
575.03.48
6205.02.76
7125.02.53
8150.02.07

6为测点3水平加速度时域波形,图7为测点3垂直加速度时域波形,图8为测点3水平加速度幅值谱图,图9为测点3垂直加速度幅值谱图。表4为测点3水平加速度频域峰值,5为测点3垂直加速度频域峰值。
6测点3水平方向加速度时域波形


7测点3垂直方向加速度时域波形8测点3水平方向加速度幅值谱图


4测点3水平方向加速度频域峰值峰值序号频率(Hz幅值(m/s^2
1100.07.99
275.07.84
3150.07.30
41156.24.54
51468.8
61181.2
7200.0
8275.03.21
3.514.439测点4.113垂直方向
加速度幅值谱图
5测点3垂直方向加速度频域峰值
2200.09.30
3125.09.03
4112.58.39
5212.57.08
6225.06.43
7150.05.84
峰值序号频率(Hz幅值(m/s^2
1100.010.97
8275.05.80

三、诊断分析及结果验证
1、分析速度

通过将表1各测点振动值相比较,可看出振动的方向性是很明显的。振动烈度(有效值)的方向基本上是轴向>水平>垂直。并且根据国际ISO2372振动标准,各测点振动烈度几乎都超标。尤其是测点3的振动烈度已经严重超标,处在危险状态。从测点3轴向(图4)及测2水平方向(图5的速度幅值谱可看出,出现了转轴旋转频率25Hz(1450/60及其倍频。最高峰值为50Hz,正好为转频的2倍频,并且基本上高次谐波的幅值大于转频。从振动的幅值大小、方向性及频率特征来看,这是典型的转轴平行不对中故障特征。
2、分析加速度
从振动加速度的幅值,可看出测点23的加速度幅值较大。特别是测点2的加速度幅值更大。其峭度值达7左右(正常值在3左右)。测点2轴向加速度幅值达237.4mm/s2测点3水平方向加速度幅值达138.4mm/s2,从它的幅值谱(图8)可看到,在高频段有能量堆积,尽管峰值普遍不高,但频带较宽。由于受仪器及软件的限制,从频谱图上看不出轴承各故障频率,但峭度指标为5.4初步诊断,风机靠近联轴器侧的滚动轴承可能存在着故障。建议严密注意故障劣化趋势,并及早做好维修准备。
3、分析结论
经过以上分析,我们怀疑风机振动异常的原因主要是由于转轴存在不对中故障造成的。由于滚动轴承是在低速、变速和重载工况下,受所测试仪器和分析软件等原因的影响,从频谱图上看不出轴承各故障频率,因此不易确定滚动轴承故障的部位,但可以初步确定滚动轴承也很可能存在着故障。应该提早做好维修的准备。
4、验证
半个月拆机检修后发现联轴器弹性柱销磨损很严重,大多数已呈圆锥形,完全失去了补偿两轴间相对位移的能力,实际结果与我们的诊断相符,是典型的不对中的现象,。测点3滚动轴承的保持架已经损坏了,属于滚动轴承晚期故障。维修时更换了滚动轴承、电机及联轴器的柱销后,运行状态马上恢复正常。

四、结束语
通过对助燃风机的振动监测与故障诊断,查明了风机振动异常的原因,处理后的风机恢复正常运行状态,避免了事故的发生,并节约了大量的人力、物力及维修时间。这个实例告诉我们,当受仪器和分析软件的限制,查找不出滚动轴承故障时,利用峭度指标来初步判断轴承是否存在故障是可信的。尤其是在低速、变速和重载等复杂工况下,频率较低并且变化,频谱分析方法不太适用的情况下,显得尤为突出。

参考文献
1.陈大禧.朱铁光.大型回转机械诊断现场实用技术.机械工业出版社.2002.2.易良榘.简易振动诊断现场实用技术.机械工业出版社.2003.


本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/de80551aff00bed5b9f31d5e.html

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