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[组图]高温风机故障诊断与分析 |
热 ★★★ |
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| 高温风机故障诊断与分析 |
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作者：佚名 文章来源：网上搜集 点击数： 更新时间：2008-9-10 19:31:19  |
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前言
我公司一条1000T/D新型干法生产线经过两次改造后产量已经从原来的实际产量900T/D提高到了1350T/D，如果操作得好产量应该能达到1400T/D；但是由于高温风机的振动问题，产量只能保持1200T/D左右。
改造后随着回转窑的产量逐步提高，根据工艺要求，高温风机工作转速从原来的1050rpm提高到了1300rpm，随着风机转速的提高，风机振动异常越来越频繁，由于振动异常，曾经造成了轴承损坏、轴承走内圆、轴承座螺栓断裂、机架地脚螺栓断裂等多次故障，如果不能解决高温风机的振动问题，就达不到改造的预期目标-1400T/D。查找振动的原因、解决振动问题是提高产量的关键，我们通过对高温风机的全面振动测量和跟踪、对比这台风机的振动档案、对比改造前后的工艺参数的变化，终于找出了风机的振动原因，解决了风机振动问题, 这个案例非常典型，介绍给同行，碰到类似问题时也许有所启发。
1. 设备情况
型号：FW6-2×29№21.5
风量：220000 M3/H
风压：6860Pa
工作转速：1050--1410r/min
调速装置：调速型液力偶合器
工作温度：350℃
电机：Y450-4 710KW 1480r/min
2. 故障情况及振动分析
生产线改造后，随着回转窑产量的逐步提高，根据工艺要求，高温风机工作转速从原来的1050rpm提高到了1300rpm，随着风机转速的提高，风机振动越来越大，对风机的振动进行测量（测点布置见图一），除了风机两端轴承座的（即图中的1、2两点）振动异常外，其它测点的振动值都在允许范围内，风机在1200rpm时1、2两测点的振动值见表一，图二是风机在1200rpm时测的辐值谱，在频谱图上发现风叶不平衡特征非常明显，风机存在不平衡问题，停机后对风机进行全面检查: 检查风机轴承，紧固所有的轴承座螺丝、地脚螺丝，重新调整风机的水平、联轴器间的同轴度, 把可能引起振动的因素都尽量排除, 在检查中发现风叶上粘结有不少的物料，粘结的物料已经烧结像陶瓷片一样脆硬，非常难清理，把风叶清理干净后试机，在转速提到1300rpm时测量振动值是正常的，各测点的振动位移值都在80μm以下，投料生产几天后，随着投料的增加、转速的提高，高温风机的振动值又逐步增大，转速越高振动值越大，转速降低，振动值也有所降低，在频谱图上还是存在不平衡特征，停机检查发现风叶上又粘结有不少的物料，粘结情况同上次一样，清理干净后重新开机投料生产，开始几天振动也正常，随着投料的增加、转速的提高，高温风机的振动值又逐步增大了，转速越高振动值越大，转速降低，振动值也有所降低；转速在不大于1200rpm、工艺操作基本稳定时，振动值也基本稳定；而且几次清理后重新投料生产，风机的振动变化都基本一样，表面看, 风机振动的主要原因是风叶积料引起风叶不平衡所造成的。
99年以前每次检查这台风机的风叶基本上是干净的，没粘结有物料；查看这台风机的振动档案，2001年1月22日有过风叶明显不平衡特征的谱线，4月份停机检查发现风叶严重粘结物料，数量比现在多得多，清理干净后，振动就正常了，所以可以肯定, 风机振动的原因除了风叶积料造成风叶不平衡引起外，还应该有其他的原因。为此我们对风机进行全面的振动测量，在测量中我们发现联轴器端轴承座底座的一边的地脚螺栓振动较异常（测点布置及测量结果见下图），在图中我们可以看到，轴承底座左边的地脚螺栓垂直方向的振动最大，达到0.21mm，而其它的地脚螺栓的振动都小于0.03mm，可以初步判定，南面的两个地脚螺栓存在松动问题，如果地脚螺栓松动，那么地脚螺栓上的螺母就应该能往下扭，但对螺母进行紧固检查时，螺母却扭不动，地脚螺栓好像并不松，但测量这两个螺栓的振动还是异常，看来问题可能出在基础上，可能地脚螺栓的二次灌浆有问题。停机后，把轴承座、轴承座底座移开检查地脚螺栓，表面上看不出什么问题，用4磅手锤打击地脚螺栓也感觉不到地脚螺栓的松动，把地脚螺栓挖出来，发现地脚螺栓上部与二次灌浆的混凝土结合是好的，但下部二次灌浆的混凝土较松的，还渗有些机油，这表明这两个地脚螺栓的二次灌浆是有缺陷的，由于二次灌浆只有部分起作用，刚性不够，当风机的振动能量达到一定的时候，就会引起这两条地脚螺栓的振动异常，地脚螺栓的振动又加剧风机的振动，所以说地脚螺栓的二次灌浆缺陷也是造成风机振动的主要原因。
对地脚螺栓重新灌浆固定，开机投料生产了一个多月，风机转速在1300rpm左右，产量基本稳定1350T/D，风机的振动值变化在0.03mm左右，振动值比没处理地脚螺栓前小得多，总的振动值在正常范围内（振动值见表二），停机检查风叶又积了一些物料，清理干净后振动值也降低了0.03mm左右，所以，地脚螺栓的二次灌浆缺陷是造成风机振动的主要原因，风叶积料是次要原因。
改造前，风机工作转速基本上在1050rpm以下，风叶虽然也有积料，存在不平衡现象，但由于转速低，振动的总能量还不足以对有缺陷的二次灌浆的地脚螺栓的振动产生较大的影响，除非不平衡量足够大。2001年4月份那次停机清理出来的物料有十几千克，那时候的振动已经引起二次灌浆的有缺陷的地脚螺栓较大的振动，只是由于出现这种振动只有一次，没有引起我们足够的重视来发现地脚螺栓二次灌浆的缺陷。风叶上的积料是低熔点物料粘上去的，改造前风叶的最高工作温度在400℃以下，生料投料量只有60吨/小时，物料粘上风叶的机率相对于改造后来说，低一些，99年以前风叶上基本不积料，只是到了2001年才发生过一次由于风叶积料太多引起风机振动过大而被迫停机清理故障。
改造后，风机的工作转速从1050rpm提高到1300rpm左右，根据离心力公式F=MV2/R，在公式中：M为不平衡质量，V为不平衡质量的旋转线速度，R为不平衡质量的旋转半径。离心力与速度的平方成正比，可见速度对离心力影响最大，所以，同等的不平衡的质量，提高转速后的振动能量是明显的增大，比改造前少得多的积料造成的不平衡，也会造成二次灌浆有缺陷的地脚螺栓较大的振动，另外，改造后，风叶的工作温度有时将近600℃，生料投料量达90吨/小时，物料比改造前更容易粘结在风叶上，所以，这就是为什么改造后风机振动异常的现象会频繁发生。
3. 解决措施
3.1 对二次灌浆有缺陷的地脚螺栓处理较容易，把螺栓挖出来重新倒制混凝土就行了，2003年1月我们采取这种方法对地脚螺栓进行处理后，一直正常生产到现在，虽然振动由于风叶积料有所变化，但振动值还在正常范围。
3.2 解决风叶积料问题较为困难，风叶积料问题与温度、物料特性、物料量、工艺操作的稳定性等因素有关，物料特性、物料量这两个因素是不好控制，能控制的只有温度和工艺操作，温度越高、工艺操作越不稳定，风叶上就越容易积料，正常投料生产时风机的温度并不高，只有 300℃左右，只在点火升温阶段和生产过程中突然要停止投料时温度才升高，有时将近600℃，在这样高的温度下投料，低熔点的物料很容易粘在风叶上，如果在高温风机前增加一个冷风阀，在点火升温阶段和生产过程中突然要停止投料时打开冷风阀，使风机的温度控制在300℃左右, 就可以减少风叶积料。我们计划在2级筒上升管道顶部安装一个φ1200左右冷风阀，同时要求操作人员尽量稳定操作，每次都利用停机检修机会对风叶进行清理，通过这样的措施可以保证风机长期正常运转。
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| 文章录入：设备管理 责任编辑：设备管理 |
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