【前言】2号炉前除尘风机是宝钢焦炉较早投产运行的设备,负责清除焦炉上料时产生的煤尘。若发生故障,除直接污染环境外,还将成为安全生产的隐患。05年9月现场设备管理人员发现风机振动值不断攀升并有加速的趋势,遂委托检测公司进行测试。诊断部技术人员根据风机振动数值和振动信号,确定风机轴承已严重磨损,应马上更换。通过对检修前后的全程跟踪,技术人员最终找到了故障的根本原因。
一、简述
2号炉前除尘风机是宝钢焦炉二期重要设备,结构为双支撑双吸离心式。该风机属非受控设备。2005年9月12日,诊断部技术人员受现场点检委托对该设备进行测试。以下是设备测点示意图:
二、基本参数及相关计算
2号炉前除尘风机主动力为一台三相异步电动机,功率260KW,转速1487r/min。电机自由侧轴承型号3G32222、负荷侧轴承型号3G32224、3G126,风机两侧轴承型号均为1622。电机与风机通过弹性联轴器连接。
相关频率计算如下:
设备运转时电机转速恒定,故电机转频f电机=1487/60=24.78Hz;电机与风机通过弹性联轴器直接连接,故风机转频f风机=f电机=24.78Hz。
f轴承内圈故障频率=24.78×内圈故障频率系数
f轴承外圈故障频率=24.78×外圈故障频率系数
f轴承滚动体故障频率=24.78×滚动体故障频率系数
f轴承保持架故障频率=24.78×保持架故障频率系数
3G32224、3G126、1622轴承的各故障频率系数如下表
轴承型号 | 保持架故障频率 系数 | 滚动体故障频率 系数 | 外圈故障频率 系数 | 内圈故障频率 系数 |
3G32224 | 0.435 | 3.212 | 7.828 | 10.172 |
3G126 | 0.374 | 1.810 | 2.990 | 5.010 |
1622 | 0.399 | 2.295 | 5.182 | 7.818 |
转频为24.78Hz时,3G32224、3G126、1622轴承的各故障频率如下表
轴承型号 | 保持架故障频率 | 滚动体故障频率 | 外圈故障频率 | 内圈故障频率 |
3G32224 | 10.78Hz | 79.59Hz | 193.98Hz | 252.06Hz |
3G126 | 9.27Hz | 44.85Hz | 74.09Hz | 124.15Hz |
1622 | 9.89Hz | 56.87Hz | 128.41Hz | 193.73Hz |
三、测试
测 点 | 方 向 | 振动速度 平均值 | 振动速度 有效值 | 轴承冲击 平均值 | 轴承冲击 平均值 |
2月3日 | 9月12日 | 2月3日 | 9月12日 | ||
01 | V | 0.23 | 2.90 | 1.96 | 0.14 |
H | 0.32 | 1.82 | 0.77 | 0.07 | |
A | 0.81 | 4.61 | 1.58 | 0.08 | |
02 | V | 0.56 | 3.02 | 0.58 | 1.06 |
H | 0.33 | 2.28 | 1.04 | 0.74 | |
A | 1.62 | 5.37 | 0.92 | 0.20 | |
03 | V | 0.59 | 42.39 | 0.29 | 16.27 |
H | 0.97 | 30.76 | 0.15 | 4.35 | |
A | 0.92 | 43.41 | 0.97 | 14.96 | |
04 | V | 0.38 | 4.31 | 0.86 | 1.37 |
H | 0.57 | 6.07 | 1.71 | 0.59 | |
A | 1.75 | 4.23 | 1.37 | 0.51 |
上表为2005年2月3日、9月12日2号炉前除尘风机振动值,其中2005年2月3日的振动值由
MCV-061B测得,9月12日的振动值由EMC-2000B测得。
四、故障分析与定位
1、振动值分析
1)从振动数值上来看,2号炉前除尘风机各个测点振动值都已超过设备注意状态的标准,尤其是3测点振动值远大于异常状态的标准。
2)对设备电机、风机底脚紧固螺栓进行测试后确定其没有松动、受力严重不均的情况。
3)使用2130振动测试分析仪对联轴器两端振动相位差进行测试,确定联轴器对中良好(在传感器反向放置的情况下,轴向相位差为163º;在传感器同向放置的情况下,水平相位差为24º)。
4)根据上述情况,初步估计3测点存在故障的可能性较大。
2、振动信号分析
1)从设备各测点轴向振动频谱看,无论电机两侧还是风机两侧,128.75Hz及其2倍频258.13Hz都是主要频率,其中3测点频谱中128.75Hz和258.13Hz频率的振动能量最大(分别是6.37、3.33),而与3测点距离最远的1、4测点,其频谱中上述两频率的能量最小。设备各测点其他方向的振动频谱也反映了类似现象。
2、测点振动频谱中除128.75Hz及其2倍频258.13Hz外,还有10Hz的低频振动,而且振动能量最大。
3、128.75Hz与风机轴承外圈故障频率理论值128.41Hz高度吻合,可以判定就是轴承故障频率。
4、4个测点中3测点轴承冲击值异常。
上述情况说明3测点轴承外圈存在严重异常磨损导致强烈振动,使3测点成为引起整个机组异常振动的震源
5、上述情况说明3测点轴承外圈存在严重异常磨损导致强烈振动,使3测点成为引起整个机组异常振动的震源。
05年9月12日2号炉前除尘风机各测点轴向振动频谱图