风机故障诊断案例二

焦炉2号炉前除尘风机故障诊断

前言

2号炉前除尘风机是宝钢焦炉较早投产运行的设备，负责清除焦炉上料时产生的煤尘。若发生故障，除直接污染环境外，还将成为安全生产的隐患。05年9月现场设备管理人员发现风机振动值不断攀升并有加速的趋势，遂委托检测公司进行测试。诊断部技术人员根据风机振动数值和振动信号，确定风机轴承已严重磨损，应马上更换。通过对检修前后的全程跟踪，技术人员最终找到了故障的根本原因。

1简述

2号炉前除尘风机是宝钢焦炉二期重要设备，结构为双支撑双吸离心式。该风机属非受控设备。2005年9月12日，诊断部技术人员受现场点检委托对该设备进行测试。以下是设备测点示意图：

2 基本参数及相关计算

2号炉前除尘风机主动力为一台三相异步电动机，功率260KW，转速1487r/min。电机自由侧轴承型号3G32222、负荷侧轴承型号3G32224、3G126，风机两侧轴承型号均为1622。电机与风机通过弹性联轴器连接。

相关频率计算如下：

设备运转时电机转速恒定，故电机转频f电机＝1487/60＝24.78Hz；电机与风机通过弹性联轴器直接连接，故风机转频f风机＝f电机＝24.78Hz。

f轴承内圈故障频率＝24.78×内圈故障频率系数

f轴承外圈故障频率＝24.78×外圈故障频率系数

f轴承滚动体故障频率＝24.78×滚动体故障频率系数

f轴承保持架故障频率＝24.78×保持架故障频率系数

轴承型号保持架故障频率

系数

滚动体故障频率

系数

外圈故障频率

系数

内圈故障频率

系数

3G32224 0.435 3.212 7.828 10.172

3G126 0.374 1.810 2.990 5.010

1622 0.399 2.295 5.182 7.818

轴承型号保持架故障频率滚动体故障频率外圈故障频率内圈故障频率

3G32224 10.78Hz 79.59Hz 193.98Hz 252.06Hz

3G126 9.27Hz 44.85Hz 74.09Hz 124.15Hz

1622 9.89Hz 56.87Hz 128.41Hz 193.73Hz

3测试

使用的仪器有： MCV—021测振仪、MCV—061测振仪、EMC-2000B数采器、2130振动测试分析仪。

上表为2005年2月3日、9月12日2号炉前除尘风机振动值，其中2005年2月3日的振动值由MCV-061B测得，9月12日的振动值由EMC-2000B测得。

4故障分析与定位

4.1 振动值分析

1、从振动数值上来看，2号炉前除尘风机各个测点振动值都已超过设备注意状态的标准，尤其是3测

点振动值远大于异常状态的标准。

2、对设备电机、风机底脚紧固螺栓进行测试后确定其没有松动、受力严重不均的情况。

3、使用2130振动测试分析仪对联轴器两端振动相位差进行测试，确定联轴器对中良好（在传感器反向

放置的情况下，轴向相位差为163º；在传感器同向放置的情况下，水平相位差为24º）。

4、根据上述情况，初步估计3测点存在故障的可能性较大。

4.2振动信号分析

1、从设备各测点轴向振动频谱看，无论电机两侧还是风机两侧，128.75Hz及其2倍频258.13Hz都是

主要频率，其中3测点频谱中128.75Hz和258.13Hz频率的振动能量最大（分别是6.37、3.33），而与3测点距离最远的1、4测点，其频谱中上述两频率的能量最小。设备各测点其他方向的振动频谱也反映了类似现象。

2、3测点振动频谱中除128.75Hz及其2倍频258.13Hz外，还有10Hz的低频振动，而且振动能量最大。

3、128.75Hz与风机轴承外圈故障频率理论值128.41Hz高度吻合，可以判定就是轴承故障频率。

4、4个测点中3测点轴承冲击值异常。

5、上述情况说明3测点轴承外圈存在严重异常磨损导致强烈振动，使3测点成为引起整个机组异常振

动的震源。

05年9月12日2号炉前除尘风机各测点轴向振动频谱图

5结论

根据2号炉前除尘风机振动数据和频谱特征，我们做出最后结论：风机负荷侧轴承外圈存在严重异常磨损，已引起整个机组振动异常，必须马上停机更换。

6检修与验证

现场设备管理人员采纳了我们的建议，并于当日对风机负荷侧轴承进行了更换。检修结果与我们的判断完全一致。

上图为9月12日更换下的风机负荷侧失效轴承照片

7检修后的跟踪与故障的最终判定

05年9月13日，检测公司技术人员使用MCV-021和EMC-2000B对检修后的风机进行了跟踪测试，振动数据如下表：

测点方

向

振动速度

平均值

振动速度

有效值

轴承冲击

平均值

轴承冲击

平均值MCV-021 EMC-2000B MCV-021 EMC-2000B

01 V 0.28 0.35 0.26 0.40 H 0.32 0.36 0.43 0.58 A 0.80 0.94 0.20 0.31

02 V 0.62 0.84 0.60 1.32 H 0.50 0.47 0.51 1.00 A 1.05 1.04 0.48 0.98

03 V 0.62 2.50 1.50 0.46 H 0.91 3.70 0.70 0.64 A 0.91 5.10 0.73 1.41

04

V 0.78 2.09 1.70 0.68

H 0.72 1.50 0.50 0.48

A 1.00 2.50 0.39 0.82 上表为2005年9月13日2号炉前除尘风机更换轴承后的振动值

从上表可以看出MCV-021和EMC-2000B测定的设备振动值有差异，尤其是风机两侧的振动值。根据两种仪表性能差异，我们怀疑3、4测点存在频率超过250Hz的振动，而且能量较大。通过查看设备振动频谱（见下图），证实了我们的想法。风机负荷侧轴向振动信号以750Hz至850Hz的高频为主，风机自由侧振动信号以128.75Hz、 258.13Hz为主（1倍和2倍的风机轴承故障频率）。

05年9月13日2号炉前除尘风机风机两侧轴向振动频谱图