RH801頻譜分析技術在羅茨風機振動檢測中的應用

郭彩玲

（青海綠電電力運維技術有限公司，青海西寧 810108）

0 引言

炭素廠焙燒工序的5臺羅茨風機是焙燒多功能天車吸卸料系統中的關鍵設備，通過羅茨風機形成負壓，將焙燒爐內填充料吸到料倉，同時在焙燒爐裝炭塊時，又將料倉中的填充料再次覆蓋到炭塊上。2016年10月，新安裝1臺羅茨風機（大修的風機），試運行時振動很大。針對風機振動現狀，停機對羅茨風機、電機地腳螺栓緊固、調整，并對聯軸器進行找正，風機的振動不但沒有減小，而且有增大趨勢。為了查明風機振動大的原因，盡快消除風機振動隱患，恢復風機正常生產，使用上海容知測控技術有限公司生產的RH801精密頻譜儀，對羅茨風機的電機、風機進行振動檢測，并使用軟件提供的趨勢、頻譜等工具，對各測點的故障特征信息進行分析，查明了造成羅茨風機振動異常的原因，為設備的檢修提供了數據支持。

1 羅茨風機現場數據測試

1.1 羅茨風機主要參數及測點布置（圖1）

主要參數：電機轉速n=1487 r/min，電機功率P=250 kW，風機型號SNH8110.3，軸的基頻fr≈25 Hz。聯軸器為彈性銷軸類型。

圖1 羅茨風機測點布置

1.2 羅茨風機現場數據采集

設備的振動具有加速度、速度和位移等3個描述參量。因此基于振動的設備運行狀態判定標準相應地可分為加速度標準、速度標準和位移標準等3大類。普通設備的振動頻率一般在（0～1000）Hz，利用振動速度有效值（Vrms）來衡量分析振動最為準確，羅茨風機電機軸的基頻約25 Hz，利用Vrms來測量。2016年10月27日，依照圖1布置測點，利用RH801頻譜分析儀，對每個測點的垂直方向（V）、水平方向（H）、軸向（A）的振動速度進行測試，在基頻25 Hz振動數據見表1。

表1 風機振動有效值 2016年10月27日測

2 羅茨風機振動原因分析

按照國際振動標準ISO 2372—1974，羅茨風機電機功率250 kW，振動應依照第三類標準判定，表2為羅茨風機振動衡量標準。振動值≤1.8 mm/s時，風機運行良好；振動值在（1.8～4.5）mm/s時，容許；振動值在（4.5～11.2）mm/s時，可忍耐；振動值＞11.2 m/s時，設備無法運行，必須停機檢查，否則會出現嚴重設備事故。

表2 羅茨風機振動衡量標準

由表2知，表1測點F1和F3的實測振動速度嚴重超標，超出國際標準容許要求，運行狀況很差，而且水平方向振動值最大，設備無法生產。根據實測數據，利用RH801頻譜分析儀，對羅茨風機振動的波形及頻譜進行分析。

風機類旋轉設備運行中振動的原因主要包括不平衡、不對中、松動及軸承故障。從頻譜組成看，不平衡主要體現為徑向基頻振動；不對中主要體現為徑向的2倍頻和軸向的1倍頻、2倍頻振動；而松動主要體現為徑向（特別是垂直方向）振動大，除基頻分量外，還有很大的倍頻分量，特別是3～10倍頻，軸承故障引起的振動主要體現為高頻振動，同時還體現在軸承各部件的固有頻率。利用RH801頻譜分析儀采集的羅茨風機F1點的3個方向（垂直V、水平 H、軸向 A）的速度波形（2-1k），如圖2～圖4所示，限于篇幅，其他測點圖形略。從頻譜圖上看，振動頻率均以基頻信號（25 Hz）為主要特征，伴隨有2和3階頻率成分，數值很小，高頻成分沒有。

圖2 羅茨風機F1測點軸向的振動值

圖3 羅茨風機F1測點水平方向的振動值

圖4 羅茨風機F1測點垂直方向的振動值

從圖2～圖4曲線觀察及數據對比，羅茨風機軸承振動以25 Hz基頻最大，無高頻振動成分，并且振動以基頻為主，依據上述風機類旋轉設備運行中振動的原因分類來看，葉輪存在不平衡的可能很大，雖說垂直方向振動值也超標，但在前期多次對風機和電機底腳固定螺栓進行緊固，可以排除底腳固定螺栓松動引起振動的主要原因。

3 羅茨風機振動處理

聯系修理廠家技術人員現場指導，對存在的問題進行分析，認為風機振動確實是葉輪不平衡引起的。將風機返回原修理廠家后解體檢查，發現葉輪腔內進入大量粉料，運行時引起風機不平衡。廠家修理人員對集料處理干凈后，再次進行動平衡試驗，羅茨風機運行平穩。重新安裝在多功能天車上再次試車，上述各測點的振動值大幅降低（檢測振動數據見表3），振動值均在標準范圍內，設備運行平穩。

表3 風機振動有效值

4 結束語

通過應用RH801頻譜監測診斷技術，很好地解決了焙燒多功能天車吸料系統中羅茨風機的振動問題，確保設備的平穩運行。頻譜分析是設備故障診斷中用的最廣泛的信號處理方法，科學、先進，判斷準確，通過對設備運行狀態的檢測和數據分析，為設備的預知維修提供了理論依據和數據支持。同時，通過理論和實踐的結合，不斷提高了點檢人員的業務技能和設備故障判斷的水平。