[烧结主风机故障诊断分析与现场动平衡技术的应用]动平衡故障

【摘要】运用动平衡仪,测得风机的各振动值,在现场进行加重平衡改善主风机振动,提高风机及轴瓦等的使用寿命。同时进行现场动平衡无须拆卸转子,大大节省了停机时间,节省了维修费用。

【关键词】主风机;振动;现场动平衡;增加试重;影响系数1、前言

新钢烧结厂现有5 台烧结机,其中主风机8 台(3×360m2 烧结主抽风机有6 台),各类鼓风机和除尘风机数台。风机由于转子材质不均匀,制造、加工、安装误差,以及运行条件变化、转子结垢、磨损等原因,从而造成质量偏心,引起转子的不平衡产生振动。大型机组振动是十分复杂的问题,其原因也是多方面的,但主要还是与转子本身的不平衡有关。我厂360m2 烧结主抽风机由于转子不平衡连续振动,通过使用现场动平衡技术改善了该机组振动,并成功运用于各台烧结主抽风机及除尘风机。该技术的运用是在实际运行状态下进行,转子的工作转速与其它的各种因素、实际工作情况相结合,且现场动平衡无需拆卸转子,方便快捷,在减少停产损失的同时节省了整体更换及送厂家校验平衡的费用。

2、主抽风机振动的原因分析

2.1 主抽风机入口粉尘量大,造成叶轮磨损

烧结机配套的机头除尘为电除尘,由于工艺原料品种的复杂性,直接影响到机头除尘器的除尘效果。通过对除尘灰取样分析,发现其成分复杂,碱性物质颗粒较多,对风机叶轮面冲刷较大,造成叶片磨损并积灰。由于叶轮的每片叶片磨损的程度不同及积灰量不同,引起风机转子不平衡。

2.2 主风机入口废气温度高

通过振动时的检测,主风机的废气温度大于工艺要求的排放温度时容易产生振动,经过分析认为原因有以下几点:一是通过检查叶轮与主轴联接螺栓松动;二是叶轮经过除尘器过火后造成叶轮材料退火,塑性加大,机械性能σb、σx 下降,在废气温度大于工艺要求后,叶轮变形加大引起转子不平衡;三是叶轮与主轴联接的螺栓及弹性垫圈材料退火,螺栓松动后由于弹性垫圈的吸收热膨胀能力因材料退火减弱,叶轮与主轴结合面出现间隙,引起振动。

2.3 安装原因

风机两侧进风口压板(铜质圈)与叶轮的间隙不均,使得叶轮两侧进气流场不均(尤其在风机两侧进口调节门开度小的时候),造成风机的压力场不稳定并导致电动机电流波动,引起电动机磁中心漂移,从而引起电动机主轴的窜动,并通过联轴器带动风机转子振动,其体现为轴承箱的轴向振动加大。

3、风机常用的平衡方法

3.1 不平衡故障的特征:

a. 振动频率主要是转速频率。转子每转一圈振动一次- 单峰频谱

b. 波形近似为正弦波。

c. 水平和垂直方向的相位相差90°。

d. 振幅随转速提高而增加。

3.2 风机常用的平衡方法有:(1)专用平衡机平衡。这种方法需要专用平衡机,并将转子从现场拆卸,运输吊装到平衡机上,多使用于制造厂。对于我厂若使用这种方法,费工费时且影响生产,经济不合算。(2)三点平衡法。一般在现场进行,先在转子的圆周上选三点分别试加重,用测振仪分次测出振动各值,按比例作图求出不平衡量的相位与大小但精度不很理想。(3)影响系数法。无须将转子从机器上拆卸解体,在现场进行平衡,操作方便,平衡精度较高。

4、方案实施

采用现场动平衡应用,使用动平衡仪确定转子不平衡,加装试重进行动平衡校验,从而消除了该主风机振动。

4.1 校正前的准备工作

利用校正前的一次计划检修,在风机裸露的光轴粘贴一反光亮片定点做为初始的振动相位。利用开机运行中,采用设备仪器对该风机进行振动测量。根据烧结主抽风机的设计,选定单面平衡的方式进行校正。

a. 选择加重平面、选择测点画相位刻度盘和鉴相标记。

b. 测得原始振动A0(幅值和相位)。

在该过程中,我们根据动平衡仪测定看频谱相位,确定风机是由于不平衡造成振动。相位的计量方向:迎着旋转方向看。

4.2 停机后的校正实施

a. 在平衡平面内加试重Q,测得振动A1;

由检修员工在标记好的0 度基准位置点焊好已准备好的试重钢板,焊接完成后启动风机,测得试重后的振动值。

b. 计算影响系数

c. 按下式求得校正质量P

4.3 计算

a. 作A0 和A1,求其差为A1-A0

b. 量A1-A0 和 A0 之间的夹角为f

c. 把试重Q 按 f 的方向转动一 f 角,此即为校正重的正确方位

d. 校正重 P 的大小为:

根据计算结果待风机停稳后,在距初始相位的角度为f 的位置贴补剩余配重,贴补半径要求与试重贴补半径相同。

动平衡后,风机振动明显下降。风机正常运行后,风门打开,转子逐渐上升到正常工作温度。此时,风机振动有较明显上升,振动相位有明显改变,应该是转子热变形所致。

5、结束语

通过运用动平衡仪,主风机采用加重找平衡的方法,现场动平衡获得了成功,减少了风机的开停机次数,提高了风机轴瓦和风机的使用寿命,减少了对电网的冲击。同时,采用现场运用动平衡,整个过程只需在计划检修时进行校正,而通常对于类似于烧结机主风机风机转子更换需3 ~ 5 天,且需将转子送至厂家进行校验,费用昂贵,现场动平衡技术的应用,大大节省了检修费用及平衡校正费用。