對加熱爐風機的狀態監測

劉 彬，張 飛，申甲斌

（日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276806）

日照鋼鐵H型鋼廠鋼坯加熱爐共有大型風機3臺，分別是助燃風機、煤氣排煙風機、空氣排煙風機。風機最容易發生故障的部位是軸承和葉輪，以前工廠采用的是定期更換的檢修模式，此種檢修模式可能造成設備的過維修及欠維修問題。

為了達到零故障的管理目標，工廠引用了SKF公司的IMS綜合維修技術，開展設備預測性維護管理制度，對設備進行可靠性維護管理。由SKF專業工程師牽頭，成立了狀態監測小組，對全廠重要設備進行狀態監測分析，特別是該風機類關鍵性設備執行了定期采集振動數據分析策略，全程監控設備運行狀態。

一、煤氣排煙機的管理與維修

煤氣排煙機自從2005年投入使用以來，一直未發生過故障，也沒有更換過軸承和葉輪，特別是軸承已經遠遠超出了正常更換周期，多次將更換軸承項目列入大修計劃中，但打開軸承座檢查軸承未發現有大的缺陷，故未予更換，但每次運行時總擔心該風機會出現故障。

2007年11月開始用SKF狀態監測工具分析設備的運行狀態，通過對煤氣排煙機的振動頻譜分析，發現煤氣排煙機軸承無明顯缺陷，運行狀態良好，沒有更換軸承的必要。隨后每月都按時進行數據采集，監控設備運行狀態，直到2012年10月，該煤氣排煙機的頻譜分析仍然顯示無明顯缺陷，振動趨勢上雖有小波動，但運行狀態總體來說依然相對穩定。由此可見，設備狀態監測的實施避免了過度維修給生產造成的浪費和損失。

二、空氣排煙機管理與維修

空氣排煙機經狀態監測技術診斷其振動值偏高，軸承存在損傷，建議更換軸承，于是在2011年3月3日計劃停機時間里更換了軸承。隨后20日采集振動數據再次分析，發現風機加速度包絡值大幅度下降(圖1)。但也同時發現在加速度包絡頻譜中出現了軸承外圈的缺陷頻率(圖2)。初步分析該情況可能因安裝不當造成。繼續跟蹤觀察，4月17日采集振動數據顯示，加速度包絡頻譜中軸承外圈缺陷頻率仍然存在，但振動值較低，且振動趨勢平穩，這說明該軸承損傷輕微，可以繼續使用，只需定期觀察，可安排在近期計劃停機時對軸承拆檢。

2011年4月25日計劃停機檢修時開蓋檢查，發現軸承潤滑油很臟，軸承滾動體及內外圈表面有硬顆粒滑動摩擦的痕跡。這可能是由于安裝軸承時進入雜質造成的。隨后清潔油箱更換潤滑油，故障排除。此風機一直使用到2012年3月，利用全廠設備大修停爐時間才更換了軸承。

三、助燃風機的管理與維修

2011年2月助燃風機振動較大，經狀態監測頻譜分析，該風機振動頻譜中1倍轉頻明顯，振動值相對較高，但加速度包絡值不高，該風機振動可能與葉輪不平衡和聯軸器不對中有關。隨后在計劃停機定修時打開風機檢查，發現風機葉輪積灰較多。風機軸承未有明顯剝落損傷點。于是對風機葉輪灰塵進行清理后聯軸器重新對中。再開機運行后該風機振動值有所降低，但1倍轉頻的峰值仍繼續存在。

2011年4月振動數據顯示，助燃風機振動值又開始上升，振動速度頻譜中仍以1倍轉頻為主，同時驅動側加速度包絡頻譜中出現了軸承缺陷頻率，初步分析該風機軸承出現了輕微損傷，現場檢查又無松動現象，推斷葉輪不平衡仍是造成該風機振動的主要原因。此時決定采購葉輪備件。隨后一直對助燃風機進行重點監控跟蹤直至2012年3月，其振動趨勢相對穩定。

2012年3月全廠進行設備大修，決定更換助燃風機葉輪和軸承。隨后對維修后的助燃風機采集振動數據分析，發現其振動值大幅下降，運行狀態良好。

四、結語

從最早的2007年開始采集振動數據，并利用振動頻譜分析技術對風機進行狀態監控，風機的運行狀態始終在掌控之中，沒有發生過一次非計劃停機事故。

狀態監測技術在加熱爐的應用中發揮著舉足輕重的作用，能夠提前發現設備問題并及時解決，避免了重大設備事故發生，實現了零故障管理目標。對設備的狀態能夠清楚地掌控，實現了預防性維修，避免了不必要的浪費，為工廠節約了很大的備件成本和維修費用。