焦化裝煤除塵風機閃爆事故分析

吳志輝，黃建新

（寶鋼集團八鋼公司檢修中心，新疆 烏魯木齊 830022）

一、故障現象

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

該風機在5月5日停機檢修，發現風機葉輪有一處20cm裂紋，臨時制定檢修方案：葉輪更換、葉輪焊補和葉輪鉆孔止裂。因焦化生產工藝條件的制約，只采用了鉆孔止裂辦法臨時處理。5月6日開機，2010年5月11日11：55風機發生葉輪撕裂沖擊閃爆，風機機殼上部爆炸性撕裂、葉輪嚴重變形報廢、軸承箱體底座2/5斷裂分離報廢。

通過對電機、液力耦合器振動幅值、頻譜圖分析，未發現異常現象，本次事故異常振動源在風機軸承箱體上（即5#、6#測點），測點布置見圖1，5#、6#測點振動數據見表1。

根據國際標準化組織標準ISO2372或ISO10816規定，該風機屬于III類剛性基礎支撐的大型旋轉設備，4.5mm/s振動烈度為允許運行，7.5mm/s振動烈度為報警值，9.1mm/s振動烈度為報警停機值。通過表1現場采集的振動數據來看，各測點振動幅值都在良好運行范圍之內，以下進一步分析故障原因。

圖1

表1 mm/s

二、故障原因分析

通過對風機故障前24h采集的數據頻譜分析，風機安裝參數控制很好，沒有明顯不對中安裝誤差、基礎備件松動故障、熱膨脹變形等原因的故障頻譜。對5月10日的時域波形和頻域波形進行分析，沒有發現直觀的異常頻率。5#、6#測點振動烈度歷史趨勢圖見圖2。

三、結論

1.設備實際振動幅值標準應根據此設備趨勢平均值為基準，依照常規分析5#、6#測點最高振動烈度未超過3mm/s，根據ISO2372標準屬于良好運行范圍。但是根據風機設備歷史趨勢比較，平均振動幅值與5月10日采集的振動幅值相比，最低上升3倍，最高上升10倍。按照標準在正常值之內，但是設備實際已經進入快速劣化運行區域，應該根據此上升趨勢發出需停機檢修警告；而如果常規地認為只要在頻譜圖中不出現較高的葉輪通過頻率、異常頻率，基頻振動烈度沒有超標就是正常狀態，那么狀態監測分析就進入了一個誤區；相反，也不能肯定認為今后風機測點振動烈度達到3mm/s就必須停機檢修，本臺設備除風機葉輪存在質量缺陷被迫投入運行外，其他安裝參數控制很好，動不平衡、松動、不對中等故障頻譜所占比例很低，相反如果所占比例很大，振動烈度會超過本次故障振動幅值。筆者認為還是要將故障特征頻率與歷史趨勢比較和劣化烈度趨勢等分析技術相結合來綜合分析判斷，當有快速劣化趨勢時應縮短監測周期，加快監測頻次，跟蹤劣化趨勢變化，直至發出停機檢修警告。

2.5 月17日，通過對攔焦除塵風機劣化趨勢圖分析，發現了與裝煤除塵風機相似的趨勢圖，果斷發出停機檢查警告，5月18日停機開蓋檢查，風機葉輪有四處100～200mm裂紋，及時避免了第二次風機閃爆事故。

[1]韓捷.旋轉設備故障機理及診斷技術 [M].機械工業出版社，1997.