焦化裝煤除塵風(fēng)機(jī)閃爆事故分析

吳志輝，黃建新

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司檢修中心，新疆 烏魯木齊 830022）

一、故障現(xiàn)象

焦化裝煤除塵風(fēng)機(jī)參數(shù)如下：電機(jī)YKK4501-4，10 000V，220kW，1 488r/min；調(diào)速型液力耦合器YOTCGP 560/1500，1 500r/min；離心引風(fēng)機(jī)（懸臂軸承箱支撐方式）Y5-47NO 15D，1 500 r/min；介質(zhì)溫度120℃，介質(zhì)密度1.22kg/m3，流量84 000m3/min，全壓6 500Pa，介質(zhì)中含有CO、CO2、O2，其中O2含量大于6‰，遇明火易閃爆。

該風(fēng)機(jī)在5月5日停機(jī)檢修，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉輪有一處20cm裂紋，臨時(shí)制定檢修方案：葉輪更換、葉輪焊補(bǔ)和葉輪鉆孔止裂。因焦化生產(chǎn)工藝條件的制約，只采用了鉆孔止裂辦法臨時(shí)處理。5月6日開(kāi)機(jī)，2010年5月11日11：55風(fēng)機(jī)發(fā)生葉輪撕裂沖擊閃爆，風(fēng)機(jī)機(jī)殼上部爆炸性撕裂、葉輪嚴(yán)重變形報(bào)廢、軸承箱體底座2/5斷裂分離報(bào)廢。

通過(guò)對(duì)電機(jī)、液力耦合器振動(dòng)幅值、頻譜圖分析，未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，本次事故異常振動(dòng)源在風(fēng)機(jī)軸承箱體上（即5#、6#測(cè)點(diǎn)），測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1，5#、6#測(cè)點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)ISO2372或ISO10816規(guī)定，該風(fēng)機(jī)屬于III類(lèi)剛性基礎(chǔ)支撐的大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備，4.5mm/s振動(dòng)烈度為允許運(yùn)行，7.5mm/s振動(dòng)烈度為報(bào)警值，9.1mm/s振動(dòng)烈度為報(bào)警停機(jī)值。通過(guò)表1現(xiàn)場(chǎng)采集的振動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)看，各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)幅值都在良好運(yùn)行范圍之內(nèi)，以下進(jìn)一步分析故障原因。

圖1

表1 mm/s

二、故障原因分析

通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)故障前24h采集的數(shù)據(jù)頻譜分析，風(fēng)機(jī)安裝參數(shù)控制很好，沒(méi)有明顯不對(duì)中安裝誤差、基礎(chǔ)備件松動(dòng)故障、熱膨脹變形等原因的故障頻譜。對(duì)5月10日的時(shí)域波形和頻域波形進(jìn)行分析，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)直觀的異常頻率。5#、6#測(cè)點(diǎn)振動(dòng)烈度歷史趨勢(shì)圖見(jiàn)圖2。

三、結(jié)論

1.設(shè)備實(shí)際振動(dòng)幅值標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)此設(shè)備趨勢(shì)平均值為基準(zhǔn)，依照常規(guī)分析5#、6#測(cè)點(diǎn)最高振動(dòng)烈度未超過(guò)3mm/s，根據(jù)ISO2372標(biāo)準(zhǔn)屬于良好運(yùn)行范圍。但是根據(jù)風(fēng)機(jī)設(shè)備歷史趨勢(shì)比較，平均振動(dòng)幅值與5月10日采集的振動(dòng)幅值相比，最低上升3倍，最高上升10倍。按照標(biāo)準(zhǔn)在正常值之內(nèi)，但是設(shè)備實(shí)際已經(jīng)進(jìn)入快速劣化運(yùn)行區(qū)域，應(yīng)該根據(jù)此上升趨勢(shì)發(fā)出需停機(jī)檢修警告；而如果常規(guī)地認(rèn)為只要在頻譜圖中不出現(xiàn)較高的葉輪通過(guò)頻率、異常頻率，基頻振動(dòng)烈度沒(méi)有超標(biāo)就是正常狀態(tài)，那么狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析就進(jìn)入了一個(gè)誤區(qū)；相反，也不能肯定認(rèn)為今后風(fēng)機(jī)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)烈度達(dá)到3mm/s就必須停機(jī)檢修，本臺(tái)設(shè)備除風(fēng)機(jī)葉輪存在質(zhì)量缺陷被迫投入運(yùn)行外，其他安裝參數(shù)控制很好，動(dòng)不平衡、松動(dòng)、不對(duì)中等故障頻譜所占比例很低，相反如果所占比例很大，振動(dòng)烈度會(huì)超過(guò)本次故障振動(dòng)幅值。筆者認(rèn)為還是要將故障特征頻率與歷史趨勢(shì)比較和劣化烈度趨勢(shì)等分析技術(shù)相結(jié)合來(lái)綜合分析判斷，當(dāng)有快速劣化趨勢(shì)時(shí)應(yīng)縮短監(jiān)測(cè)周期，加快監(jiān)測(cè)頻次，跟蹤劣化趨勢(shì)變化，直至發(fā)出停機(jī)檢修警告。

2.5 月17日，通過(guò)對(duì)攔焦除塵風(fēng)機(jī)劣化趨勢(shì)圖分析，發(fā)現(xiàn)了與裝煤除塵風(fēng)機(jī)相似的趨勢(shì)圖，果斷發(fā)出停機(jī)檢查警告，5月18日停機(jī)開(kāi)蓋檢查，風(fēng)機(jī)葉輪有四處100～200mm裂紋，及時(shí)避免了第二次風(fēng)機(jī)閃爆事故。

[1]韓捷.旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障機(jī)理及診斷技術(shù) [M].機(jī)械工業(yè)出版社，1997.