磨煤機密封風機故障分析與處理

祝延新，張海

（1.湛江中粵能源有限公司，廣東湛江524099；2.廣州譜瑪拓電力科技有限公司，廣東廣州510650）

磨煤機密封風機故障分析與處理

祝延新1，張海2

（1.湛江中粵能源有限公司，廣東湛江524099；2.廣州譜瑪拓電力科技有限公司，廣東廣州510650）

通過分析密封風機的振動波形及頻譜，找到密封風機產生振動的原因及故障部位，給出解決問題的防范措施，保障了設備的正常安全高效運行。

振動；分析；措施

0 引言

湛江中粵能源有限公司每臺鍋爐配置6套制粉系統，由2臺密封風機提供系統密封風，正常運行為1用1備。2#爐鍋B密封風機在機組小修期間解體檢修，更換軸承時發現風機葉輪與軸緊固的鎖片斷裂，更換鎖片投入運行1個月后發現振動增大，檢查發現靠背輪聯接螺栓磨損間隙過大產生松動，更換聯軸器螺栓后風機運行恢復正常。

1 密封風機結構及工作原理

鍋爐磨煤機密封風機為MF6.29-IN015.5D型離心式風機，懸臂式葉輪與軸過盈配合，通過軸承箱支撐風機葉輪，風機額定風量46 000 m3/min，實際轉速1491 r/min，風機出口全壓9 kPa。葉輪內有10副葉片，采用封閉式結構。葉輪轉動時，葉片內的空氣受離心力作用向外流動，在葉輪中央產生真空度，把風道的熱空氣吸入，風道風在葉輪入口處拆轉90°后進入葉道，在葉片的作用下獲得動能和壓能。從葉道甩出的氣流進入蝸殼，經集中、導流后從出風口排出。軸承箱采用水冷卻傳動軸的方式，兩側安裝軸承。非驅動端軸承為SKF22226（特征頻率：外圈頻率204.3 Hz，內圈頻率286.4 Hz，滾珠頻率87.7 Hz，保持架頻率10.74 Hz），驅動端軸承為SKF6226（特征頻率：外圈頻率92.2 Hz，內圈頻率131.5 Hz，滾珠頻率68.3 Hz，保持架頻率10.2 Hz）。

2 振動原因分析

2.1 振動監測位置

風機振動監測測點布置如圖1所示。

2.2 振動值變化

2015年1月25日檢測發現2#爐B密封風機振動值與上次檢修（2014年9月2日）后的檢測值比較有明顯升高（表1），風機驅動端水平振動值A（H）和非驅動端垂直振動值B（V）增幅比較明顯，回查前幾次振動檢測值對比發現檢修后不久振動值已經有一次明顯升高，此后幾個月振動比較平穩。在1月25日振動值再次升高，振動趨勢如圖2所示，說明風機在檢修后較

圖1 風機振動監測點位置示意圖

表1 2#爐B密封風機振動值

圖2 振動趨勢圖

短時間內運行狀態開始出現劣化。機的頻譜中很接近），說明設備轉子有明顯的徑向擺動，造成軸動態不對中或電機磁場交變的反應。根據密封風機的結構特點，初步分析設備存在機械松動缺陷[1]，結合A，B測點的包絡值變化（表1），判斷風機軸承松動的可能性比較大，對于風機軸承的缺陷及趨勢圖中兩次明顯的振動值升高的疑問，需要進一步分析。

（2）頻譜分析。圖5是密封風機驅動端A測點在2014年9月25日及2015年1月25日采集的水平振動頻譜對比圖。圖中頻譜隨時間推移有明顯改變。2015年1月25日采集的頻譜中大量顯現軸承（SKF-6226）的內圈及滾動體故障頻率[2]，說明此時軸承（SKF-6226）內圈已存在缺陷[2]，同時軸承磨損造成游隙增大，這與圖2中2×主頻的沖擊脈沖相吻合。圖3的沖擊脈沖[1]可推斷為風機葉輪軸向擺動，造成軸向竄動對軸承（SKF-22226）的沖擊。

2.3 振動頻譜分析

基于圖2趨勢圖的情況，對2014年9月25日和2015年1月25日2次檢測的頻譜進行分析。

（1）時域波形圖分析。圖3是密封風機驅動端A測點水平振動時域波形對比圖；圖4是密封風機非驅動端B測點垂直振動時域波形對比圖。

圖3、圖4顯示2014年9月25日的時域波形平緩，無明顯沖擊脈沖。2015年1月25日的波形圖中有明顯的沖擊脈沖［1］，其中A測點波形圖中兩個相鄰較高幅值的脈沖間隔是2×主頻或電源頻率-1×PP頻率（這兩個頻率在4極電

圖3 A測點水平振動時域波形

3 檢修回顧

2#爐B密封風機于2014年8月機組小修期間進行了解體檢修，更換了風機軸承及已經磨損的靠背輪連接螺栓，同時發現靠背輪與軸之間的緊力不足，但因為暫時沒有新靠背輪更換，臨時采取靠背輪與軸點焊的方式固定。檢修中發現葉輪與軸的緊鎖片斷裂，但當時沒有對葉輪處理，僅是更換鎖片并旋緊鎖母。這次檢修后風機軸承在不到半年的時間內出現明顯的故障，說明風機在上次檢修中存在其他隱患未做處理。

4 診斷結論

分析2#爐B密封風機從2014年8月設備大修后到2015年1月的振動頻率及趨勢，設備可能存在的故障：①葉輪與軸之間過盈不足，存在相對位移，或葉輪端面不平；②驅動端軸承內圈松動；③驅動端軸承內圈、滾珠磨損嚴重。

造成上述故障的原因分析：①葉輪與軸固定的緊鎖片在裝配時鎖緊不足，造成緊鎖片斷裂。②靠背輪與軸點焊加固的焊點如果脫焊將使軸失去對中。③葉輪加工工藝差造成端面瓢偏誤差過大，加工的配合尺寸不標準，加大了風機軸向串動。

5 檢查結果與處理措施

檢查發現驅動端軸承走內圈，內圈因摩擦高溫變色，軸頸對應部分磨損且變色。更換軸承及加工軸頸；

葉輪及軸頸磨損，需加工軸頸，加大過盈緊力，葉輪瓢偏度誤差最大10 mm；靠背輪與軸臨時加固的焊點有一點已經脫焊，更換靠背輪；因非驅動端軸承也有磨損，更換軸承。修后2015年3月4日與修前2015年1月25日振動數據比較見表2。

圖4 B測點垂直振動時域波形

圖5 A測點水平振動頻譜

表2 2#爐B密封風機檢修前后振動值

圖6振動趨勢顯示風機再修后振動值明顯降低，之后幾個月中B測點振動值均明顯高于A測點，但振動值波動比較平穩。風機繼續運行約半年以后，B測點垂直振動值開始逐漸升高，說明風機運行一段時間后軸承的約束作用下降。綜合前一次振動頻譜中2×主頻幅值有逐漸升高的現象，說明由于風機葉輪瓢偏度的偏差，隨著軸承磨損后軸受葉輪作用擺動增大，振動值也隨之逐漸升高。由此考慮需要在下一次檢修中進一步檢查處理葉輪瓢偏的問題。

6 預防措施

（1）密封風機葉輪為懸掛結構，因葉輪直徑較大，葉輪制造時本身存在不平衡及端平面瓢偏度誤差較大，運行中葉輪存在一定的擺動趨勢，軸承將承受比較大的負荷，特別是驅動端軸承承受負荷最大，在檢修中需提高檢修質量，嚴格執行三級驗收標準。

（2）軸頸及葉輪內徑在加工中精度不夠，造成過盈度不足，導致設備高速旋轉中有輕微松脫，加大設備的振動。因密封風機的介質為熱空氣，按正常的加工過盈配合應取上限值，而不應為安裝方便取下限數值。

（3）風機軸與靠近葉輪側軸承和軸承箱上蓋的緊力也是影響風機振動的主要因素，而且如果風機軸在安裝中水平度偏差過大（規程要求0.1/1000 mm）也會造成風機軸的上下擺動而引起垂直振動大，所以風機在安裝中的各項數據因符合安裝規程。

（4）風機振動產生的原因很多，但懸臂式風機因葉輪的原因影響軸承的壽命機率比較大，最好的辦法是更換輕質的合金葉輪，盡量減少葉輪不平衡力對軸承的影響。

圖6 檢修后振動趨勢圖

［1］陳長征等.設備振動分析與故障診斷技術［M］.北京：科學出版社，2007.

［2］喬文生.設備故障診斷技術及應用［C］.第十二屆全國設備監測與診斷學術會議論文集，2005.

〔編輯 李波〕

TK223.1

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.41