風(fēng)機(jī)故障診斷案例二

1、焦?fàn)t2號爐前除塵風(fēng)機(jī)故障診斷前言2號爐前除塵風(fēng)機(jī)是寶鋼焦?fàn)t較早投產(chǎn)運(yùn)行的設(shè)備，負(fù)責(zé)清除焦?fàn)t上料時(shí)產(chǎn)生的煤塵。若發(fā)生故障，除直接污染環(huán)境外，還將成為安全生產(chǎn)的隱患。05年9月現(xiàn)場設(shè)備管理人員發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動值不斷攀升并有加速的趨勢，遂委托檢測公司進(jìn)行測試。診斷部技術(shù)人員根據(jù)風(fēng)機(jī)振動數(shù)值和振動信號，確定風(fēng)機(jī)軸承已嚴(yán)重磨損，應(yīng)馬上更換。通過對檢修前后的全程跟蹤，技術(shù)人員最終找到了故障的根本原因。1簡述2號爐前除塵風(fēng)機(jī)是寶鋼焦?fàn)t二期重要設(shè)備，結(jié)構(gòu)為雙支撐雙吸離心式。該風(fēng)機(jī)屬非受控設(shè)備。2005年9月12日，診斷部技術(shù)人員受現(xiàn)場點(diǎn)檢委托對該設(shè)備進(jìn)行測試。以下是設(shè)備測點(diǎn)示意圖：2 基本參數(shù)及相關(guān)計(jì)算2號爐前除

2、塵風(fēng)機(jī)主動力為一臺三相異步電動機(jī)，功率260KW，轉(zhuǎn)速1487r/min。電機(jī)自由側(cè)軸承型號3G32222、負(fù)荷側(cè)軸承型號3G32224、3G126，風(fēng)機(jī)兩側(cè)軸承型號均為1622。電機(jī)與風(fēng)機(jī)通過彈性聯(lián)軸器連接。相關(guān)頻率計(jì)算如下：設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，故電機(jī)轉(zhuǎn)頻f電機(jī)1487/6024.78Hz；電機(jī)與風(fēng)機(jī)通過彈性聯(lián)軸器直接連接，故風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)頻f風(fēng)機(jī)f電機(jī)24.78Hz。f軸承內(nèi)圈故障頻率24.78×內(nèi)圈故障頻率系數(shù)f軸承外圈故障頻率24.78×外圈故障頻率系數(shù)f軸承滾動體故障頻率24.78×滾動體故障頻率系數(shù)f軸承保持架故障頻率24.78×保持架故障頻率系

3、數(shù)3G32224、3G126、1622軸承的各故障頻率系數(shù)如下表軸承型號保持架故障頻率系數(shù)滾動體故障頻率系數(shù)外圈故障頻率系數(shù)內(nèi)圈故障頻率系數(shù)3G322240.4353.2127.82810.1723G1260.3741.8102.9905.01016220.3992.2955.1827.818轉(zhuǎn)頻為24.78Hz時(shí)，3G32224、3G126、1622軸承的各故障頻率如下表軸承型號保持架故障頻率滾動體故障頻率外圈故障頻率內(nèi)圈故障頻率3G3222410.78Hz79.59Hz193.98Hz252.06Hz3G1269.27Hz44.85Hz74.09Hz124.15Hz16229.89Hz56

4、.87Hz128.41Hz193.73Hz3測試使用的儀器有： MCV021測振儀、MCV061測振儀、EMC-2000B數(shù)采器、2130振動測試分析儀。測點(diǎn)方向振動速度平均值振動速度有效值軸承沖擊平均值軸承沖擊平均值2月3日9月12日2月3日9月12日01V0.232.901.960.14H0.321.820.770.07A0.814.611.580.0802V0.563.020.581.06H0.332.281.040.74A1.625.370.920.2003V0.5942.390.2916.27H0.9730.760.154.35A0.9243.410.9714.9604V0.384.

5、310.861.37H0.576.071.710.59A1.754.231.370.51上表為2005年2月3日、9月12日2號爐前除塵風(fēng)機(jī)振動值，其中2005年2月3日的振動值由MCV-061B測得，9月12日的振動值由EMC-2000B測得。4故障分析與定位4.1 振動值分析1、 從振動數(shù)值上來看，2號爐前除塵風(fēng)機(jī)各個測點(diǎn)振動值都已超過設(shè)備注意狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是3測點(diǎn)振動值遠(yuǎn)大于異常狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。 2、 對設(shè)備電機(jī)、風(fēng)機(jī)底腳緊固螺栓進(jìn)行測試后確定其沒有松動、受力嚴(yán)重不均的情況。3、 使用2130振動測試分析儀對聯(lián)軸器兩端振動相位差進(jìn)行測試，確定聯(lián)軸器對中良好（在傳感器反向放置的情況下，軸向相

6、位差為163º；在傳感器同向放置的情況下，水平相位差為24º）。4、 根據(jù)上述情況，初步估計(jì)3測點(diǎn)存在故障的可能性較大。4.2振動信號分析1、 從設(shè)備各測點(diǎn)軸向振動頻譜看，無論電機(jī)兩側(cè)還是風(fēng)機(jī)兩側(cè)，128.75Hz及其2倍頻258.13Hz都是主要頻率，其中3測點(diǎn)頻譜中128.75Hz和258.13Hz頻率的振動能量最大（分別是6.37、3.33），而與3測點(diǎn)距離最遠(yuǎn)的1、4測點(diǎn)，其頻譜中上述兩頻率的能量最小。設(shè)備各測點(diǎn)其他方向的振動頻譜也反映了類似現(xiàn)象。2、 3測點(diǎn)振動頻譜中除128.75Hz及其2倍頻258.13Hz外，還有10Hz的低頻振動，而且振動能量最大。 3、

7、128.75Hz與風(fēng)機(jī)軸承外圈故障頻率理論值128.41Hz高度吻合，可以判定就是軸承故障頻率。4、 4個測點(diǎn)中3測點(diǎn)軸承沖擊值異常。5、 上述情況說明3測點(diǎn)軸承外圈存在嚴(yán)重異常磨損導(dǎo)致強(qiáng)烈振動，使3測點(diǎn)成為引起整個機(jī)組異常振動的震源。05年9月12日2號爐前除塵風(fēng)機(jī)各測點(diǎn)軸向振動頻譜圖5結(jié)論根據(jù)2號爐前除塵風(fēng)機(jī)振動數(shù)據(jù)和頻譜特征，我們做出最后結(jié)論：風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承外圈存在嚴(yán)重異常磨損，已引起整個機(jī)組振動異常，必須馬上停機(jī)更換。6檢修與驗(yàn)證現(xiàn)場設(shè)備管理人員采納了我們的建議，并于當(dāng)日對風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承進(jìn)行了更換。檢修結(jié)果與我們的判斷完全一致。上圖為9月12日更換下的風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)失效軸承照片7檢修后的跟

8、蹤與故障的最終判定05年9月13日，檢測公司技術(shù)人員使用MCV-021和EMC-2000B對檢修后的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了跟蹤測試，振動數(shù)據(jù)如下表：測點(diǎn)方向振動速度平均值振動速度有效值軸承沖擊平均值軸承沖擊平均值MCV-021EMC-2000BMCV-021EMC-2000B01V0.280.350.260.40H0.320.360.430.58A0.800.940.200.3102V0.620.840.601.32H0.500.470.511.00A1.051.040.480.9803V0.622.501.500.46H0.913.700.700.64A0.915.100.731.4104V0.782.

9、091.700.68H0.721.500.500.48A1.002.500.390.82上表為2005年9月13日2號爐前除塵風(fēng)機(jī)更換軸承后的振動值從上表可以看出MCV-021和EMC-2000B測定的設(shè)備振動值有差異，尤其是風(fēng)機(jī)兩側(cè)的振動值。根據(jù)兩種儀表性能差異，我們懷疑3、4測點(diǎn)存在頻率超過250Hz的振動，而且能量較大。通過查看設(shè)備振動頻譜（見下圖），證實(shí)了我們的想法。風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)軸向振動信號以750Hz至850Hz的高頻為主，風(fēng)機(jī)自由側(cè)振動信號以128.75Hz、 258.13Hz為主（1倍和2倍的風(fēng)機(jī)軸承故障頻率）。05年9月13日2號爐前除塵風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)兩側(cè)軸向振動頻譜圖根據(jù)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，風(fēng)

10、機(jī)內(nèi)氣流不穩(wěn)產(chǎn)生高頻振動的可能性最大。現(xiàn)場檢修記錄顯示9月10日2號爐前除塵風(fēng)機(jī)剛剛做過葉輪探傷，并更換過風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承。這就排除了風(fēng)機(jī)葉輪裂紋和風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承本體存在故障的可能性。從9月10日、12日分別更換下來的風(fēng)機(jī)自由側(cè)、負(fù)荷側(cè)軸承失效情況來看，風(fēng)機(jī)軸承肯定沿軸向單邊受力，造成雙列調(diào)心球軸承外圈滾道一側(cè)（而且是同一側(cè)）出現(xiàn)嚴(yán)重的溝形剝落（見附圖）。上圖為9月10日更換下的風(fēng)機(jī)自由側(cè)失效軸承照片根據(jù)設(shè)備聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)類型、失效軸承溝形剝落位置我們排除了因聯(lián)軸器安裝問題造成此異常軸向力的可能性。在仔細(xì)察看2#爐前除塵風(fēng)機(jī)后，我們發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承端蓋與軸承座端面存在8mm寬的間距，這說明自由側(cè)軸

11、承與端蓋之間沒有游隙，這與正常安裝情況嚴(yán)重不符。依照上述情況綜合考慮，我們認(rèn)為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子安裝時(shí)中心偏風(fēng)機(jī)自由側(cè)，引起風(fēng)機(jī)兩側(cè)喇叭口與罩殼喇叭口間距嚴(yán)重不等（自由側(cè)的間距小，負(fù)荷側(cè)的間距大），導(dǎo)致進(jìn)氣口壓差產(chǎn)生異常軸向力使雙列軸承單邊受力，最終造成風(fēng)機(jī)軸承過早失效。我們的判斷得到了現(xiàn)場檢修人員的證實(shí)。9月12日，現(xiàn)場檢修人員按照標(biāo)準(zhǔn)完成聯(lián)軸器和風(fēng)機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承安裝后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承座側(cè)端蓋無法正常裝入軸承座內(nèi)，而風(fēng)機(jī)兩側(cè)喇叭口與罩殼喇叭口間距也有較大差異。在嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)安裝后2#爐前除塵風(fēng)機(jī)為何還存在偏移，對此我們做了如下推斷：若僅僅是風(fēng)機(jī)自由側(cè)軸承座基礎(chǔ)定位不準(zhǔn)可能造成自由側(cè)軸承座側(cè)端蓋無法正常裝入軸承座內(nèi)，但不可能造成風(fēng)機(jī)兩側(cè)喇叭口與罩殼喇叭口間距的差異，而只