轴流风机振动分析

轴流风机振动分析

古通生中石化广州石化分公司

摘要：一台更新的催化裂化烟机组的轴流风机，正常运行仅两年零一个月，就出现振动超高高报，

采用S8000PLUS 在线状态监测系统，查出轴流风机振动原因是转子出现严重的动不平衡。关键词：轴流风机振动分析

一、概述

催化裂化烟机组由烟机、轴流风机、汽轮机、减速箱、电机（发电机）四机组组成，四机组在2002年进行了改造，改造后只保留电机（发电机），其余都进行整台更新，改造后的机组于2002年5月28日正式投入运行。投用后烟机因转子的动叶片被催化剂冲刷而被迫多次检修，但轴流风机等其它设备则一直运行正常。轴流风机的性能参数见表1。烟机组的结构布置图及轴流风机的振动测点布置图如图1所示。振动报警值（μｍ

）额定转速

（r/min ）第一临界转速（r/min ）额定功率（KW ）额定流量Nm 3/min

排气压力Mpa 排气温度C 高报高高报62903410745718830.3121176100

表1：轴流风机性能参数表

图1：机组的结构简图及测点布置图

烟机组是我厂关键机组，在02年机组改造时同步安装了一套由深圳创为实公司生产的S8000PLUS 在线状态监测系统。S8000PLUS 系统主要功能为：连续实时监测机组运行中的振动及各种工艺参数，自动存储振动信号及工艺过程量等有诊断价值的数

据，并提供专业的诊断图谱；现场及远程专家可及时识别机组的状态、发现故障的早期征兆，对故障原因、严重程度、发展趋势等做出准确判断，从而及早消除故障隐患，避免事故的发生。系统拓朴结构图如图2所示：

图2：S8000系统拓朴结构图

二、现象及原因分析

2004年6月24日17时28分，正常运行中烟机组的轴流风机两端的振动发生高高报警，DCS显示其两端的振动值突然超量程（仪表最大量程为200¦Ìm）后迅速回落到130~150¦Ìm之间，平时轴流风机两端的振动最大值不超过35¦Ìm；使用DP1500数据采集器测试轴承座振动烈度达6.8mm/s，而平常最大只有1.5mm/s左右，轴流风机内部发出异常声音，机组发生了故障。

使用S8000系统，从下列几方面着手来分析轴流风机故障原因：

1、调阅振动突变前后7个小时的工频分量趋势图

调阅轴流风机前后两轴承4个测点振动通频、工频趋势图。通过比较通频、工频两趋势图发现，振动是因工频分量值突然上升引起的。图3就是轴流风机振动突变前后7个小时的工频分量趋势图，从图中可看到事故发生的时间是17：33：02，突变前工频分量值及相位一直很平稳，四个测点XE-101A/B、XE-100A/B工频分时值都很小，振动值分别为19/11、16/21¦Ìm，振动突变时振动值急剧上升，各值分别上升到224/207、192/143¦Ìm。图3相位趋势表明，振动突变时四个测点相位跟着突变。

图３：振动突变前后７个小时的工频分量趋势图

2、调阅振动突变时波形频谱图

调用波形频谱图观察振动突变时波形频谱情况，以XE－100A测点为例，其振动突变时的波形频谱图如图4所示。波形图显示，振动突变前后波形可称为是规则的正弦波，变化的只是幅值大小改变，而周期没变；频谱图则显示主要是工频成份。

图4：XE－100A波形频谱图

3、振动突变前后的轴心轨迹图

轴流风机后轴承振动突变前轴心轨迹图如图5所示、振动突变时轴心轨迹如图6所示、振动突变后的轴心轨迹图如图7所示。图7的轨迹属椭圆同步正进动。

图5：轴流风机后轴承振动突变前轴心轨迹图

图6：轴流风机后轴承振动突变时轴心轨迹图

图7：轴流风机后轴承事振动突变后轴心轨迹图

从趋势分析、波形分析、轴心轨迹分析来看，振动突变后的图谱体现为：工频占通频值的主要成份、振动突变时相位突变、转速稳定相位稳定、波形为正弦波、轨迹属椭圆同步正进动的特征。而这些特征正是转子动不平衡的特征，这说明正常运行中轴流风机突然严重动不平衡，对于轴流风机的转子来讲，最有可能的是出现叶片断裂事故。

机组被迫停机进行抢修，

4、检修情况：

在11级有2个动叶片断裂；静叶支承缸变形，成椭圆形，检查动、静叶片的顶间隙最小只有0.05mm（原设计动叶顶间隙最小0.75mm，静叶顶间隙最小0.65mm）；主风机出口端径向瓦烧损，巴金熔化、变形；入口端径向瓦有裂纹。

叶片断裂如图8所示。

图8：叶片断裂情况

四：结论

S8000PLUS在线状态监测系统，对于监护机组运行，特别是当机组出现故障时，分析故障原因是非常有帮助的。

参考文献：《s8000系统使用说明书》，深圳市创为实技术发展有限公司

作者：古通生广州石化机动部510726guts1964@