濟鋼煉鐵廠風機低成本運行模式實踐

2015-04-08 02:05:48呂化軍山鋼股份濟南分公司煉鐵廠山東濟南250101

山東冶金 2015年6期

呂化軍（山鋼股份濟南分公司煉鐵廠，山東濟南250101）

濟鋼煉鐵廠風機低成本運行模式實踐

呂化軍
（山鋼股份濟南分公司煉鐵廠，山東濟南250101）

摘要：濟鋼煉鐵廠利用機械振動故障診斷及在線轉子動平衡技術，成功實現風機預知維修及在線修復，節省了大量備件費用及維護成本，每臺大中型風機年節約費用約22.4萬元。

關鍵詞：風機；振動故障診斷；動平衡理論

1　前言

濟鋼煉鐵廠高爐區域大中型風機約40臺，每年備件儲備及設備維護費用高達300多萬元，如何保證低成本風機高效穩定運行成為近年來研究的課題。利用機械振動故障診斷技術，通過精密點檢測量儀器收集風機設備振動數據，對數據進行時域頻域分析，可以提前診斷發現軸承早期缺油及風機不平衡等故障；通過更換潤滑劑及在線動平衡技術來實現風機在線修復，最終實現風機預知維修，從而節省大量備件儲備費用和檢修費用，節約了成本。

2　機械振動故障診斷技術原理及應用

機械振動故障診斷，就是對正在運行的機械設備或給非工作狀態的系統某種激勵，測其振動響應，對由測量響應得到的各種數據進行分析處理，然后將結果與事先制定的某一標準進行比較。進而判斷系統內部結構的破壞、裂紋、開焊、磨損、松脫及老化等各種影響系統正常運行的故障。依次采取相應的對策來消除故障，保證系統安全運行。

機械振動故障診斷方法主要分為3部分：時域分析，又分為波形分析、軸心軌跡和軸心位置3種方法；頻域分析，又分為頻譜分析、相位分析和瀑布圖3種方法；開停車分析，又分為波德圖、極坐標圖和級聯圖3種方法。此外，還有用于齒輪和滾動軸承故障診斷的倒頻譜分析、包絡分析、細化譜分析和小波變換等振動分析。

濟鋼煉鐵廠現用風機全部實現PMS離線診斷系統操作，設備巡檢人員按照巡檢計劃定期上傳機械設備振動數據，機械振動故障診斷人員依據診斷原理和診斷方法分析振動數據，最終形成精密診斷報告并制定設備檢修方案。2014年7月，設備巡檢人員發現噴煤車間3#主排風機軸承振動加速度值過大，立即通知點檢診斷部門。機械振動故障診斷人員為驗證數據的真實性，特制定復檢計劃，通過對復檢振動數據的時域波形和無量綱參數分析，初步診斷為軸承潤滑不良。特制定軸承箱更換潤滑油的檢修方案，更換新油后風機軸承振動加速度值從125 m/s2降到13 m/s2，檢修效果明顯。此次通過使用PMS離線診斷系統提前發現軸承早期振動故障，并及時換油消除了隱患，有效防止了風機軸承加速損壞，避免風機軸承因潤滑不良導致的損壞，節省了大量備件及檢修費用，保證了噴煤車間3#主排風機正常穩定運行。

3　轉子動平衡技術原理及應用

轉子動平衡是轉子動力學的一個研究內容，指確定轉子轉動時產生的不平衡量（離心力和離心力偶）的位置和大小并加以消除的操作。不平衡量會引起轉子的橫向振動，并使轉子受到不必要的動載荷，對轉子正常運轉造成影響。轉子在線動平衡技術又名現場動平衡技術，是指旋轉機械在其工作狀態相同或相近的轉速、安裝條件、支撐條件和負載情況下，對其進行在線振動測量或平衡校正的一種平衡方法。

2014年10月27日巡檢報告該風機水平振動烈度值達到5.012 mm/s，超出ISO 2372國際振動標準的允許范圍。將所測振動數據上傳PMS離線點檢系統，精密診斷人員通過對巡檢振動數據的時域波形和頻譜圖分析得出：時域波形總體近似正弦波圖形，頻譜圖中25(Hz)頻率（1倍頻）在水平、垂直方向數值較高，二倍頻不是很明顯，頻譜圖中主要以一倍頻為主，判斷此風機振動過大的主要原因為轉子不平衡故障。通過對其趨勢數據分析發現該振動有加劇趨勢，需立即做在線動平衡解決。

2014年10月30日計劃停機做在線做動平衡（去試重法）：停機后將動平衡診斷儀

的加速度傳感器安放到軸承箱的水平位置，軸承座中下側，將反光條安放到轉子軸上，對準光電傳感器，1次開機測得振動烈度值為4.759 mm/s，相位角為78°。經計算，在172°相位角上加試重100 g；加試重后2次開機測得振動烈度值為5.363 mm/s，有效試重；儀器提示在233°加89 g，加試重后3次開機測得振動烈度值為0.328 mm/s，有效試重；風門全部開啟后（工況下）測得振動烈度值為1.503 mm/s，滿足ISO2372國際振動標準要求，為良好等級。此次通過使用PMS離線診斷系統提前發現風機轉子存在不平衡故障，及時停機進行在線做動平衡，避免了風機因振動大導致的惡性設備事故和環境污染事故，節省了更換風機轉子所需的大量備件及檢修費用，保證了高爐槽下除塵風機正常穩定運行。