一種軸流煤氣風機的故障診斷及現場動平衡

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一種軸流煤氣風機的故障診斷及現場動平衡

吳立業，程英輝，孫晶東

（河北鋼鐵股份有限公司承德分公司，河北承德067002）

【摘要】承鋼某生產線電除塵風機因振動大而跳機，在負荷端軸承處利用測振分析儀器采集數據，發現軸承故障頻率，更換完軸承運行1天后振動值增大導致跳機。利用油管路通道將測振傳感器放置到自由端軸承處，發現風機存在不平衡故障，利用動平衡儀對該風機做動平衡后，運行效果良好。

【關鍵詞】軸流風機；故障診斷；現場動平衡

1　前言

眾所周知旋轉設備機械故障類型多種多樣，統計表明75%以上的振動故障由不平衡引起，因此轉子不平衡是一種常見的風機故障[1]。同時，在現場對不平衡轉子進行動平衡即在其工作狀態相同的轉速、安裝條件、支撐條件和負載的情況下，對風機進行動不平衡矯正，這是目前使用風機的廠家普遍采用的一項技術，實踐表明該技術在轉動設備平衡檢驗中應用效果比離線動平衡檢驗效果好，工作量小，節約費用支出。

承鋼某生產線電除塵風機起對煤氣進行凈化并回收的作用。如果該風機停機會導致放散塔冒煙，并且不能進行煤氣回收再利用項目，但該風機在上線1年后振動超標，因振動保護導致跳機。為了保證生產，節省費用，對該風機進行了故障診斷，并做了現場動平衡。

2　風機概況

該風機的轉子部件如圖1所示。軸承1處和電機相連，軸承2為風機的尾端，軸承2在管道里，無法直接進行測振。

3　故障診斷及處理

2015年4月24日下午和25日上午，對120 t一次電除塵風機進行測振。由于該軸承2在管道里，無法測量，當時考慮一根軸系，如果是動平衡或軸承問題都能在一端的軸承座上有反應，因此對軸承1進行了測振，在轉速1500 r/min時，軸承1時域圖及頻譜圖如圖2、圖3所示。通過頻譜分析，未發現軸系存在動平衡問題，判斷軸承可能存在問題。

因軸承2振動比軸承1振動大將近兩倍，且振動增加幅度較大，頻譜圖在中頻段有周期性沖擊，且出現了軸承2外圈的通過頻率125 Hz及邊頻，動平衡故障不明顯，判斷可能是尾端軸承及軸承2外圈故障。

圖1　風機轉子

圖2　24日軸承1水平振動速度時域波形

圖3　24日軸承1水平振動速度頻域波形

25日下午，更換軸承2，發現軸承外圈與下軸承座間有相對滑動的痕跡，換完軸承后，軸承2的振動比檢修前減小了。檢修完成后風機在線振動顯示為2.9 mm/s，在允許范圍內。

4　風機現場動平衡

風機在檢修完運行1天后，也就是26日，軸承2振動開始增大，在轉速達到1506 r/min時，水平振動速度增大至8.1 mm/s，跳機保護。下午對風機軸承1測振，發現頻譜與24日的頻譜區別不大，說明該振動不是尾端的軸承故障引起的。之后同公司協商停爐對軸承2進行測振，當轉速達到1500 r/min時，軸承2水平振動速度的時域圖和頻域見圖4、圖5，通過頻譜發現軸系存在動平衡問題。通過做動平衡，在葉輪某位置上焊一300 g重的配重塊。轉速升到1600 r/min，尾端軸承振速降為1.6 mm/s，符合正常運轉的要求。

圖4　26日軸承2水平振動速度時域波形

做完動平衡后，風機整體振動減小，符合國際ISO10816-1；1995（E）[2]標準。恢復生產后，對軸承1測振，轉速為1650 r/min時，水平振動由2.7 mm/s降為1 mm/s，時域波形和頻域波形見圖6、圖7所示。因軸承2處的振動傳感器拆除，未能留存頻譜曲線，但振動已降至良好運行范圍內。

圖5　26日軸承2水平振動速度頻域波形

圖6　27日軸承1水平振動速度時域波形

圖7　27日軸承1水平振動速度頻域波形

5　結論

通過此次故障診斷及現場動平衡得到以下結論：

（1）換完軸承后，由于軸承2的壓緊力大，壓緊力限制了葉片不平衡引起的振動，所以風機整體振動減小，但是軸承2的間隙相對減小，引起溫度升高。在運行一段時間后，由于葉片不平衡振動使軸承2的壓緊力減小，又出現了溫度降低，振動增大的過程。

（2）因軸系太長，葉輪又不在軸的中心，此類風機測振，必須在振動大的軸承處測振。

[參考文獻]

[1]廖伯瑜.機械故障診斷基礎[M].北京：冶金工業出版社，2000.

[2] ISO10816-1 1995(E)，國際振動標準[S].

Fault Diagnosis and Field Dynamic Balance of Axial Flow Gas Blower

WU Liye，CHENG Yinghui，SUN Jingdong

(Chengde Company of Hebei Iron & Steel Group Co., Ltd , Chengde, Hebei 067002, China)

【Abstract】The electric dust removing fan at a steel production line of Chengde Steel jumped due to severe vibration. Through data collection using a vibration analyzer at the load end of the bearing it was found that one day after replacing the failed bearing vibration increased, leading to machine jumping. When the vibration sensor was placed at the bearing on the free end taking advantage of the pipe channel the fan suffered unbalance, but after it was balanced by a dynamic balancer the operation effect became normal.

【Keywords】axial flow fan; fault diagnosis; field dynamic balance

作者簡介：吳立業（1979－），男，2003年畢業于河北理工學院機械設計制造及自動化專業，電氣工程師，現從事電氣設備故障診斷工作。

收稿日期：2015－09－08

【文章編號】1006-6764(2015)12-0022-02

【文獻標識碼】B

【中圖分類號】TF547