祝延新，張海

（1.湛江中粵能源有限公司，廣東湛江524099；2.廣州譜瑪拓電力科技有限公司，廣東廣州510650）

磨煤機(jī)密封風(fēng)機(jī)故障分析與處理

祝延新1，張海2

（1.湛江中粵能源有限公司，廣東湛江524099；2.廣州譜瑪拓電力科技有限公司，廣東廣州510650）

通過分析密封風(fēng)機(jī)的振動(dòng)波形及頻譜，找到密封風(fēng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因及故障部位，給出解決問題的防范措施，保障了設(shè)備的正常安全高效運(yùn)行。

振動(dòng)；分析；措施

0 引言

湛江中粵能源有限公司每臺(tái)鍋爐配置6套制粉系統(tǒng)，由2臺(tái)密封風(fēng)機(jī)提供系統(tǒng)密封風(fēng)，正常運(yùn)行為1用1備。2#爐鍋B密封風(fēng)機(jī)在機(jī)組小修期間解體檢修，更換軸承時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉輪與軸緊固的鎖片斷裂，更換鎖片投入運(yùn)行1個(gè)月后發(fā)現(xiàn)振動(dòng)增大，檢查發(fā)現(xiàn)靠背輪聯(lián)接螺栓磨損間隙過大產(chǎn)生松動(dòng)，更換聯(lián)軸器螺栓后風(fēng)機(jī)運(yùn)行恢復(fù)正常。

1 密封風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

鍋爐磨煤機(jī)密封風(fēng)機(jī)為MF6.29-IN015.5D型離心式風(fēng)機(jī)，懸臂式葉輪與軸過盈配合，通過軸承箱支撐風(fēng)機(jī)葉輪，風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量46 000 m3/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速1491 r/min，風(fēng)機(jī)出口全壓9 kPa。葉輪內(nèi)有10副葉片，采用封閉式結(jié)構(gòu)。葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片內(nèi)的空氣受離心力作用向外流動(dòng)，在葉輪中央產(chǎn)生真空度，把風(fēng)道的熱空氣吸入，風(fēng)道風(fēng)在葉輪入口處拆轉(zhuǎn)90°后進(jìn)入葉道，在葉片的作用下獲得動(dòng)能和壓能。從葉道甩出的氣流進(jìn)入蝸殼，經(jīng)集中、導(dǎo)流后從出風(fēng)口排出。軸承箱采用水冷卻傳動(dòng)軸的方式，兩側(cè)安裝軸承。非驅(qū)動(dòng)端軸承為SKF22226（特征頻率：外圈頻率204.3 Hz，內(nèi)圈頻率286.4 Hz，滾珠頻率87.7 Hz，保持架頻率10.74 Hz），驅(qū)動(dòng)端軸承為SKF6226（特征頻率：外圈頻率92.2 Hz，內(nèi)圈頻率131.5 Hz，滾珠頻率68.3 Hz，保持架頻率10.2 Hz）。

2 振動(dòng)原因分析

2.1 振動(dòng)監(jiān)測(cè)位置

風(fēng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

2.2 振動(dòng)值變化

2015年1月25日檢測(cè)發(fā)現(xiàn)2#爐B密封風(fēng)機(jī)振動(dòng)值與上次檢修（2014年9月2日）后的檢測(cè)值比較有明顯升高（表1），風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平振動(dòng)值A(chǔ)（H）和非驅(qū)動(dòng)端垂直振動(dòng)值B（V）增幅比較明顯，回查前幾次振動(dòng)檢測(cè)值對(duì)比發(fā)現(xiàn)檢修后不久振動(dòng)值已經(jīng)有一次明顯升高，此后幾個(gè)月振動(dòng)比較平穩(wěn)。在1月25日振動(dòng)值再次升高，振動(dòng)趨勢(shì)如圖2所示，說明風(fēng)機(jī)在檢修后較

圖1 風(fēng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置示意圖

表1 2#爐B密封風(fēng)機(jī)振動(dòng)值

圖2 振動(dòng)趨勢(shì)圖

短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)開始出現(xiàn)劣化。機(jī)的頻譜中很接近），說明設(shè)備轉(zhuǎn)子有明顯的徑向擺動(dòng)，造成軸動(dòng)態(tài)不對(duì)中或電機(jī)磁場(chǎng)交變的反應(yīng)。根據(jù)密封風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，初步分析設(shè)備存在機(jī)械松動(dòng)缺陷[1]，結(jié)合A，B測(cè)點(diǎn)的包絡(luò)值變化（表1），判斷風(fēng)機(jī)軸承松動(dòng)的可能性比較大，對(duì)于風(fēng)機(jī)軸承的缺陷及趨勢(shì)圖中兩次明顯的振動(dòng)值升高的疑問，需要進(jìn)一步分析。

（2）頻譜分析。圖5是密封風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端A測(cè)點(diǎn)在2014年9月25日及2015年1月25日采集的水平振動(dòng)頻譜對(duì)比圖。圖中頻譜隨時(shí)間推移有明顯改變。2015年1月25日采集的頻譜中大量顯現(xiàn)軸承（SKF-6226）的內(nèi)圈及滾動(dòng)體故障頻率[2]，說明此時(shí)軸承（SKF-6226）內(nèi)圈已存在缺陷[2]，同時(shí)軸承磨損造成游隙增大，這與圖2中2×主頻的沖擊脈沖相吻合。圖3的沖擊脈沖[1]可推斷為風(fēng)機(jī)葉輪軸向擺動(dòng)，造成軸向竄動(dòng)對(duì)軸承（SKF-22226）的沖擊。

2.3 振動(dòng)頻譜分析

基于圖2趨勢(shì)圖的情況，對(duì)2014年9月25日和2015年1月25日2次檢測(cè)的頻譜進(jìn)行分析。

（1）時(shí)域波形圖分析。圖3是密封風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端A測(cè)點(diǎn)水平振動(dòng)時(shí)域波形對(duì)比圖；圖4是密封風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端B測(cè)點(diǎn)垂直振動(dòng)時(shí)域波形對(duì)比圖。

圖3、圖4顯示2014年9月25日的時(shí)域波形平緩，無明顯沖擊脈沖。2015年1月25日的波形圖中有明顯的沖擊脈沖［1］，其中A測(cè)點(diǎn)波形圖中兩個(gè)相鄰較高幅值的脈沖間隔是2×主頻或電源頻率-1×PP頻率（這兩個(gè)頻率在4極電

圖3 A測(cè)點(diǎn)水平振動(dòng)時(shí)域波形

3 檢修回顧

2#爐B密封風(fēng)機(jī)于2014年8月機(jī)組小修期間進(jìn)行了解體檢修，更換了風(fēng)機(jī)軸承及已經(jīng)磨損的靠背輪連接螺栓，同時(shí)發(fā)現(xiàn)靠背輪與軸之間的緊力不足，但因?yàn)闀簳r(shí)沒有新靠背輪更換，臨時(shí)采取靠背輪與軸點(diǎn)焊的方式固定。檢修中發(fā)現(xiàn)葉輪與軸的緊鎖片斷裂，但當(dāng)時(shí)沒有對(duì)葉輪處理，僅是更換鎖片并旋緊鎖母。這次檢修后風(fēng)機(jī)軸承在不到半年的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)明顯的故障，說明風(fēng)機(jī)在上次檢修中存在其他隱患未做處理。

4 診斷結(jié)論

分析2#爐B密封風(fēng)機(jī)從2014年8月設(shè)備大修后到2015年1月的振動(dòng)頻率及趨勢(shì)，設(shè)備可能存在的故障：①葉輪與軸之間過盈不足，存在相對(duì)位移，或葉輪端面不平；②驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)圈松動(dòng)；③驅(qū)動(dòng)端軸承內(nèi)圈、滾珠磨損嚴(yán)重。

造成上述故障的原因分析：①葉輪與軸固定的緊鎖片在裝配時(shí)鎖緊不足，造成緊鎖片斷裂。②靠背輪與軸點(diǎn)焊加固的焊點(diǎn)如果脫焊將使軸失去對(duì)中。③葉輪加工工藝差造成端面瓢偏誤差過大，加工的配合尺寸不標(biāo)準(zhǔn)，加大了風(fēng)機(jī)軸向串動(dòng)。

5 檢查結(jié)果與處理措施

檢查發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)端軸承走內(nèi)圈，內(nèi)圈因摩擦高溫變色，軸頸對(duì)應(yīng)部分磨損且變色。更換軸承及加工軸頸；

葉輪及軸頸磨損，需加工軸頸，加大過盈緊力，葉輪瓢偏度誤差最大10 mm；靠背輪與軸臨時(shí)加固的焊點(diǎn)有一點(diǎn)已經(jīng)脫焊，更換靠背輪；因非驅(qū)動(dòng)端軸承也有磨損，更換軸承。修后2015年3月4日與修前2015年1月25日振動(dòng)數(shù)據(jù)比較見表2。

圖4 B測(cè)點(diǎn)垂直振動(dòng)時(shí)域波形

圖5 A測(cè)點(diǎn)水平振動(dòng)頻譜

表2 2#爐B密封風(fēng)機(jī)檢修前后振動(dòng)值

圖6振動(dòng)趨勢(shì)顯示風(fēng)機(jī)再修后振動(dòng)值明顯降低，之后幾個(gè)月中B測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值均明顯高于A測(cè)點(diǎn)，但振動(dòng)值波動(dòng)比較平穩(wěn)。風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行約半年以后，B測(cè)點(diǎn)垂直振動(dòng)值開始逐漸升高，說明風(fēng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后軸承的約束作用下降。綜合前一次振動(dòng)頻譜中2×主頻幅值有逐漸升高的現(xiàn)象，說明由于風(fēng)機(jī)葉輪瓢偏度的偏差，隨著軸承磨損后軸受葉輪作用擺動(dòng)增大，振動(dòng)值也隨之逐漸升高。由此考慮需要在下一次檢修中進(jìn)一步檢查處理葉輪瓢偏的問題。

6 預(yù)防措施

（1）密封風(fēng)機(jī)葉輪為懸掛結(jié)構(gòu)，因葉輪直徑較大，葉輪制造時(shí)本身存在不平衡及端平面瓢偏度誤差較大，運(yùn)行中葉輪存在一定的擺動(dòng)趨勢(shì)，軸承將承受比較大的負(fù)荷，特別是驅(qū)動(dòng)端軸承承受負(fù)荷最大，在檢修中需提高檢修質(zhì)量，嚴(yán)格執(zhí)行三級(jí)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

（2）軸頸及葉輪內(nèi)徑在加工中精度不夠，造成過盈度不足，導(dǎo)致設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)中有輕微松脫，加大設(shè)備的振動(dòng)。因密封風(fēng)機(jī)的介質(zhì)為熱空氣，按正常的加工過盈配合應(yīng)取上限值，而不應(yīng)為安裝方便取下限數(shù)值。

（3）風(fēng)機(jī)軸與靠近葉輪側(cè)軸承和軸承箱上蓋的緊力也是影響風(fēng)機(jī)振動(dòng)的主要因素，而且如果風(fēng)機(jī)軸在安裝中水平度偏差過大（規(guī)程要求0.1/1000 mm）也會(huì)造成風(fēng)機(jī)軸的上下擺動(dòng)而引起垂直振動(dòng)大，所以風(fēng)機(jī)在安裝中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)因符合安裝規(guī)程。

（4）風(fēng)機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的原因很多，但懸臂式風(fēng)機(jī)因葉輪的原因影響軸承的壽命機(jī)率比較大，最好的辦法是更換輕質(zhì)的合金葉輪，盡量減少葉輪不平衡力對(duì)軸承的影響。

圖6 檢修后振動(dòng)趨勢(shì)圖

［1］陳長征等.設(shè)備振動(dòng)分析與故障診斷技術(shù)［M］.北京：科學(xué)出版社，2007.

［2］喬文生.設(shè)備故障診斷技術(shù)及應(yīng)用［C］.第十二屆全國設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2005.

〔編輯 李波〕

TK223.1

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.41