淺析噴煤排粉風機常見振動故障診斷

邰國軍,崔紅偉（日照鋼鐵控股集團有限公司,山東 日照 276806）

淺析噴煤排粉風機常見振動故障診斷

邰國軍,崔紅偉
（日照鋼鐵控股集團有限公司,山東 日照 276806）

摘 要：本文介紹日鋼煉鐵制造部噴煤排粉風機常見振動現象及故障特征，應用設備故障診斷技術進行分析。

關建詞：排粉風機；故障診斷；分析

噴煤排粉風機是煉鐵生產的重要設備，主要提供磨機內煤粉運動至布袋分離的動力，保證制粉系統正常運轉。若排粉風機故障停機，將會造成高爐斷煤或者減煤，將引起高爐內壓力波動，嚴重時會迫使高爐在沒有準備的情況下緊急減風，嚴重影響高爐運行狀況。

1　排粉風機常見的振動故障現象

1.1 設備簡介

日鋼煉鐵制造部二期噴煤排粉風機M9-26-16.5D的主要參數為：風量108000m3/h，風壓13500Pa，系統負壓8000Pa，電機630KW YKK500-4，液力耦合器（YOT0GP650/1500），轉速1480r/min，工作溫度70℃，耐熱100℃，工作介質：煤粉煙氣。

1.2 排粉風機常見的振動故障

常見振動故障主要有三種形式：（1）因不平衡、不對中引起振動；（2）因喘振、失速引起振動；（3）因工作環境的變化影響引起隨機變化的不平衡振動（如葉輪的磨損、介質粘附等）；

振動七種類型：（1）風機、軸承箱等底座基礎不牢；（2）風機轉速達到或者接近臨界轉速引起共振；（3）氣流不穩引起喘振；（4）風機轉子不平衡；（5）不對中（如聯軸器不對中、轉子不同心、不平直和軸瓦中心標高偏差；（6）沖擊力引起部件松動（或者配合不良）；（7）軸承故障。

2　振動故障診斷

2.1 風機、軸承箱等底座基礎不牢的診斷

影響風機、軸承箱等底座剛度取決于連接剛度和結構剛度，主要通過測各連接部件的差別振動來判斷動剛度及連接部件之間的緊密程度，振動差值越小，說明緊密程度越高；通常判斷徑向振動是否較大，尤其是垂直方向振動是否較大，并且頻譜圖以基頻振動為主導，對比垂直和水平方向相位的可以看出相差為0°或者180°。

2.2 共振故障的診斷

日鋼噴煤排粉風機的工作轉速為1480r/min，主要通過檢測是否達到共振轉速或者接近臨界轉速。

2.3 氣流激振故障診斷

氣流激振故障判斷主要通過調節風門開度做氣流激振試驗，一般將風門分別開到0%、25%、50%、75%和100%，檢測各軸承的水平、垂直、軸向振動量，目的是判別風機振動是否是由喘振引起的，通常引起喘振的振動一般是高頻的，徑向振動幅值較大。

2.4 不平衡振動診斷

風機不平衡振動判斷標準：（1）徑向振動大于軸向振動，并且幅值較大；（2）頻譜圖以1倍頻振動為主導，一般1倍頻的幅值是通頻報警值的60%以上，并且1倍頻與通頻的比值也要60%以上。

圖1為2014年11月21日二期噴煤2#排粉風機結垢時引起不平衡的波形頻譜圖，波形主要為較典型的正弦波，幅值很大，此外，還存在波峰多、波形毛糙以及單邊（正峰）削波現象。根據風機運行特點，判斷為轉子葉輪上結垢而形成的動不平衡，以及葉片產生的局部摩擦。

2.5 不對中故障診斷

風機不對中振動判斷標準：（1）軸向振動幅值較大；（2）靠近聯軸器的振動大；（3）頻譜圖以2倍頻振動為主導（一般為通頻報警值的25%以上），但是一般同時常伴有1倍頻和3倍頻，2倍頻與1倍頻的比值一般達到50%以上，另外當1倍頻的幅值達到通頻報警值的100%以上時，也可能存在不對中故障。

2.6 部件松動或配合不良

軸承座的軸承松動、內部游隙大、襯套松動、內部轉子松動、內外圈間隙大或跑內外圈，可以通過開蓋檢查來判斷；部件松動或配合不良振動產生方向性很強，振動幅值相對較高，多倍基頻諧波，可能達到10～30倍，頻譜圖中相當明顯；如果諧波幅值變大，同時也有可能產生間隔為1/2倍頻等分數頻分量（即0.5倍、1.5倍、2.5倍等），有時甚至為1/3倍頻諧波。

2.7 軸承故障診斷

當滾動軸承出現故障時，就會出現特定的故障頻率，出現故障的元件不通，特征頻率也不相同。故障頻率的計算需要用到傅里葉變換和微積分，現場我們習慣性用經驗公式來初步判斷。

軸承外圈特征故障頻率為：fo= 0.4×z×fr（1）

軸承內圈特征故障頻率為：fi= 0.6×z×fr（2）

軸承保持架特征故障頻率為：fc=0.381～0.4×fr（3）

軸承滾動體特征故障頻率為：fb= 0.23×z×fr(z＜10) （4）

fb= 0.18×z×fr(z＞10) （5）

( fr為轉頻 ；z為滾動體個數 )

3　結束語

噴煤排粉風機相對比較龐大，在實際運用中故障的情況比這還多，在診斷中還要從系統設計、定期維護等方面進行考慮，要不斷總結經驗，針對不同的故障采用更有針對性的方法以減少排粉風機非計劃停運。

參考文獻：

[1]姬廣勤，徐興科，趙以萬.引風機軸向振動故障的診斷與分析[J].風機技術,2006(12).

[2]朱宏,汪嵐.淺析風機常見振動故障的特征及診斷標準[J].風機技術,2004(01).

作者簡介：邰國軍（1986-），男，山東日照人，本科，助理工程師，研究方向：冶金設備管理及維護。