竖炉冷却风机故障诊断及处理.doc

竖炉冷却风机故障诊断及处理曹悦欣 胡学文（马钢股份公司第一烧结厂）摘要：3号冷却风机自安装运转以来一直处在偏高振动状态下运行，通过监测诊断、故障检修处理，彻底改变了轴瓦振动情况，设备稳定性大大得到了提高。关键词：叶轮失衡、轴瓦修复、进油口位置修正、诊断处理竖炉球团矿在炉内与冷却风进行热交换将常温空气变成热空气，利用热空气对烘干床上的生球进行干燥。干燥温度主要由冷却风机提供的常温空气量决定，干燥温度一般要求在50050。该冷却风机的作用是将常温空气鼓入球团竖炉内，与下行的灼热球团矿进行热交换来烘干进入竖炉烘干床上的生球。竖炉冷却风量是根据排矿温度、生球的干燥情况和上料量的大小进行调节，冷却风量一般控制在3000040000m3/h，冷却风压力一般控制在2426kpa。 一、机组简况与监测点3号冷却风机为单级吸入悬臂式结构，由电动机通过弹性联轴器直接驱动。电动机和鼓风机安装在水泥基础上。鼓风机轴承为强制压力供油润滑的滑动轴承，轴瓦为巴氏合金SnSb11-(83)。润滑系统设有单独的油站。主要参数：驱动电机型号YKK450-2，电压6 KV，功率630Kw，转速2960 min-1；风机型号为D850-13离心鼓风机，进口容积流量850 m3/min，进口压力98.07 kPa，进口温度20，介质空气，升压30Kpa，主轴转速2960 min-1，轴功率520Kw。机组实物照片和测点位置（1、2、3、4）如图1。图1 3号冷却风机测点二、故障分析2006年3月下旬，风机开始出现振动大的现象。振动值参考表1和表2，表中V、H、A分别代表垂直、水平和轴线方向。由表1和表2可知，风机靠近叶轮端振动最大。根据振动频谱，振动以风机转频（50Hz）为主，风机轴承座轴向振动最大。结合风机轴承座的振动相位和支撑方式等因素，判断风机转子存在动不平衡故障。但由于生产方面的原因，停机时间较短，仅检查了叶轮积灰和轴系对中等。检查调整后，风机振动略有减小，参考表中3月28日的振动值。表1 风机振动速度有效值（mm/s） 振动速度值（mm/s）测点位置测试日期03.2303.2804.1405.2205.2405.2906.01风机3V4.34.38.74.65.30.40.5风机3H3.33.23.55.06.30.80.7风机3A8.66.610.19.811.32.62.0风机4V8.98.78.79.413.52.52.3风机4H5.55.25.76.98.71.91.6风机4A9.08.35.45.26.31.52.3表2 风机振动加速度有效值（m/s2） 振动加速度值m/s2测点位置测试日期03.2303.2804.1405.2205.2405.2906.01风机3V5.15.010.617.017.73.01.7风机3H5.05.0-2.6风机3A4.94.6-3.7风机4V4.94.611.921.222.65.22.0风机4H5.44.6-2.1风机4A5.04.4-2.52006年4月 14日巡检时，发现风机振动有劣化趋势，3A值达到10.1mm/s，在这种情况下，要求运行岗位和点检员严密监控。5月22日测试的振动值显示风机振动明显增加。5月 24日再次跟踪测量，4V（叶轮端）速度有效值已经达到13.53 mm/s；同时4测点轴瓦温度也上升到72。图2和图3分别为5月 24日测量的4V测点的振动波形和频谱。观察振动波形可知，存在明显冲击振动。频谱图显示振动以风机转动频率为主，有28倍转动频率谐波。结合风机振动和温度数据，判断：1）风机轴瓦可能碎裂；2）风机叶轮平衡差。针对风机振动值已严重超标且瓦温度较高，建议立即停机检修。因生产原因当天没有立即停机检修，在次日（5月 25日）早晨6：00左右，轴瓦振动和温度都反而降了下来（估计为轴瓦碎裂的前兆），命令操作工立即停机。图2 检修前风机4V测点振动波形图3 检修前风机4V测点振动速度频谱三、检修处理过程与效果4测点轴瓦有大块烧熔剥落，参考实物照片图4。3测点轴瓦完好。迫于生产的需要，叶轮的动平衡没有做。只把靠叶轮端的轴瓦更换。在对新轴瓦进行多次刮研之后压铅测量了各项间隙，止推面侧间隙在技术范围之内（大小瓦顶间隙0.315mm，止推面侧间隙0.12-0.15mm，设计标准要求大小瓦顶间隙为0.25-0.35mm，止推面侧间隙0.12-0.15mm），大瓦背与上盖压紧过盈0.13mm，小瓦过盈0.15mm，符合设计安装技术要求，再用百分表对轴系找对中（上下误差0.04mm，左右误差0.03mm）。其他检修处理工作：油品更换，油过滤网、滤芯、轴承箱体清洗。安装完毕进行试车，叶轮端的振动数值略比更换前小点，小瓦的振动值比以前大许多，4V测点为 10.9 mm/s ，3 V测点为8.70mm/s。且运转时间不长轴瓦温度、油温上升较快，在运转7个半小时后温度达到62，不得不再次停机检查、检修。拆开瓦座后，发现大瓦的下瓦面有大面积磨痕，小瓦也同样有磨痕。根据各方面的检查结果判断，振动的主要原因是叶轮平衡差所致。之后对叶轮进行清灰处理和动平衡校正，试验显示在叶轮的183位置失衡量达到263克，轴颈部位弯曲0.03mm.，在动平衡做完后，将叶轮组装好，同时又对其它问题进行了仔细检查，又发现了三个问题；（1）大瓦的进油口位置与机壳上的供油口位置偏差12mm(经铣床加工，纠正了偏差)，由于偏差，使供油量减少，影响了润滑效果，（2）大瓦的出油口位置与轴左旋转的方向相反，使供油不能直接到瓦口的油锲处，当轴左旋转时油膜产生会滞后，瞬间润滑效果差，对轴瓦有损伤（经过改造重新加工一个出油孔，将原出油孔堵死）。（3）下机壳平面的水平度检查，发现轴向叶轮端比电机接手端低1.5mm（加垫片调整，误差消除），将以上缺陷、误差消除后，对大小瓦再次刮研，使大小瓦顶间隙、止推面侧间隙、上瓦盖与瓦背的顶间隙符合技术安装标准。检修后风机一次性试车成功。图5和图6为检修后6月 1日测量的4V测点的振动波形和频谱，可见冲击振动已经消失，振动主要频率为风机的转频。由表1和表2可知，检修后风机运转平稳，轴瓦温度在正常范围之内，实践证明前面的诊断和处理措施是正确的。 a. 4点下瓦 b. 4点上瓦图4 4测点轴瓦有大块烧熔剥落图5 检修后风机4V测点振动波形图5 检修后风机4V测点振动速度频谱曹悦欣 马钢股份公司第一烧结厂技术主管 电气 工程师