基于状态监测的某厂锅炉引风机振动故障处理

基于状态监测的某厂锅炉引风机振动故障处理

焦永杰

兰州石化公司动力厂 730060

【摘要】

本文以某厂锅炉引风机正常运行过程中突发振动联锁停机为例，主要、运用状态监测技术对停机前后引风机振动频谱进行多次对比分析，得出引起突发振动的可能原因。重点利用相位分析技术对锅炉引风机高振动故障进行了分析探讨，在综合考虑各方面因素后，制定解决方案，将2#锅炉引风机振动由故障状态下自由端水平方向振动最高值22.5mm/s降低至故障解决后自由端水平方向振动最高值3.1mm/s，改善了引风机运行工况，由D区进入B区。

【关键字】状态监测；引风机；振动

状态监测技术是在现场设备管理和维修的基础上发展起来的。上世纪末，随着计算机技术的发展，彻底改变了振动分析的软、硬件面貌，各种数据采集，分析，基于状态监测的诊断功能仪器被相继开发出来，各种专家系统也不断涌现，给现场技术人员提供了更有效的手段来分析解决问题。

1 设备情况概述

锅炉引风机为沈阳鼓风机集团有限公司2014年生产的双吸、双支撑、F式DFY14.5F-C4A型风机，输送介质为145℃热烟气，叶轮直径1450mm，转子组重量3088Kg，最高转速1490r/min，电机额定功率450kW。

1.1 设备历次维修情况

锅炉引风机自2016年11月投运以来，累计运行27060小时。期间2019年5月进行了常规检查，更换油封，2019年8月，因驱动端温度升高，对驱动端轴承进行了更换。

1.2 本次故障过程

2020年7月27日，员工在锅炉零米进行例行检查时发现，锅炉引风机振动略高于正常运行状态，随后查看轴温，发现驱动端及非驱动端均出现异常上升的情况。同一时间，锅炉引风机出现剧烈异常振动，同时轴承压盖处出现大量烟气。操作人员随后立刻按动辅操台MFT按钮后锅炉联锁停车。

1.3 故障分析

检维修中心设备维护人员将油封填料重新更换再次开机过程中，状态监测人员发现一倍频高，后续对叶轮箱内进行检查，发现2014年引风机动平衡后固定的叶轮配重块脱落（5#、8#、16#叶片侧面安装有配重块，16#叶轮处脱落），导致原有动平衡被突然打破，进而引发突发异常振动，导致轴承箱油封端盖固定螺栓脱落，油封盖与轴产生摩擦导致现场出现打火花和冒烟的情况。

对比故障前后状态监测数据发现，故障后自由端水平、垂直及轴向振动值均大幅增加，尤其自由端水平方向由故障前的3.1mm/s增加至22.5mm/s。经对故障前后引风机频谱分析发现，风机7月27日振动增大主要是由1X幅值变大所致，并且各测点转速谐波出现，轴向最为明显，表现出松动碰摩的特征。

2 振动处理方法及过程

由于内力和外力的作用，机器会发生振动。机器的振动会使机械零件产生周期性应力， 从而导致疲劳失效。如果振动引起的运动十分剧烈，还可能使机械零件发生意外接触，从而造成磨损或零件损坏^[1]。机械振动包括转子、外壳、管道和地基系统的周期性运动，所有这些运动都是同时发生。每一种机器故障都具有特定的振动模式，振动的频率取决于机器的几何结构和工作速度，仅通过一次振动检测即可获得多个机器构件的状态信息。

2.1 现场动平衡

脉冲测相法：在转子上贴一条反光带或开键槽，用光电传感器或涡流传感器产生一个与转速完全同步的脉冲信号，求脉冲信号前沿与振动信号上某一点之间的时间距离，即为振动相位。

由于引风机振动增大主要频率为1X，因此采取现场动平衡的方法降低主频振动。

表1 2020.7.28第一次现场动平衡数据

第一次现场动平衡后，风机振动大幅下降，平衡效果良好。但引风机带负荷运行后，振动出现逐渐变大又逐渐变小的循环波动现象，振动分析显示波动为1X幅值和相位的持续循环波动，振幅最大达200um，且存在一定规律，振动变化过程中风机运行工艺未做调整。

通过现场检查风机基础和叶轮，发现风机自由端轴承座地脚水泥基础外围有破裂，且存在裂纹；叶轮入口处盖板存在摩擦痕迹；风机和电机联轴器对中径向存在偏差；但无法有效证明上述问题与振动波动现象存在因果关系。经过研究讨论，决定尝试再次进行现场动平衡。

表2 2020.8.6第二次现场动平衡数据

第二次现场动平衡后，风机振动值再次大幅下降，平衡效果良好。试车过程中，未出现振动循环波动的现象。

5 结论

设备状态监测技术是一门严谨的、科学的、有效的故障诊断技术，基于状态监测分析的故障诊断和处理技术应用能够及时有效地指导检维修，为炼化企业创造巨大的潜在经济效益，能够保证机组安稳运行，避免安全事故发生。通过对风机的现场动平衡实践，说明运用现场动平衡技术消除风机设备的不平衡问题是可行的，而且是非常简便的。现场动平衡消除风机不平衡与传统平衡机上平衡相比优势明显，不仅可以节省检修费用，而且能大大缩短检修时间，为生产组织创造条件。

参考文献

[1] 杨国安.机械设备故障诊断实用技术.北京:中国石化出版社,2007.

焦永杰 男 1983.09.甘肃靖远、大学本科、中级