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      顆粒機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備

       

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      D200-11型離心風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障診斷和處理

      發(fā)布時(shí)間:2012-12-05 14:49    來源:未知


      1、概述
         湘鋼能源中心三加壓站J1#、J2#焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)組是沈鼓產(chǎn)D200-II型離心風(fēng)機(jī)機(jī)組。自2005年8月投運(yùn)后,因機(jī)組振動(dòng)超標(biāo),只能在2300 r/min以下運(yùn)行,且敝障頻發(fā),檢修成本高,一直未能達(dá)產(chǎn)達(dá)效。J2,機(jī)組情況更為嚴(yán)重。
          風(fēng)機(jī)概況:機(jī)組采用變頻電機(jī)帶彈性聯(lián)軸器直接拖動(dòng),最高轉(zhuǎn)速2985 r/min,最大排氣量200 m3/min,單吸排,3級(jí)壓縮,用支承、支推滑動(dòng)軸承呈“工”字形雙支撐結(jié)構(gòu)。
       風(fēng)機(jī)
          風(fēng)機(jī)的軸瓦振動(dòng)值、軸溫值、潤(rùn)滑油溫、油壓值等參數(shù)通過DCS系統(tǒng)顯示并與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖。風(fēng)機(jī)置于5m高的2樓樓面上,共有5臺(tái)機(jī)組共用廠房同一樓板。樓板為1.2 m厚的鋼筋混凝土架空層,風(fēng)機(jī)地腳螺栓植入樓板鋼筋混凝土內(nèi)。
      2、故障及原因分析
      2.1故障情況
          機(jī)組自投運(yùn)以來就只能在2 300 r/min以下運(yùn)行,2 300 r/min時(shí),支推支承振速為4 mm/s以上(機(jī)組聯(lián)鎖報(bào)警值:5 mm/s,聯(lián)鎖跳機(jī)值:8 mm/s);2 300~2 500 r/min振速為5~6 mm/s左右,振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速遞增;2800 r/min時(shí)機(jī)組聯(lián)鎖跳機(jī)。
          因?yàn)樵?300 r/min運(yùn)行時(shí)也屬于高振動(dòng)區(qū)運(yùn)行,所以軸瓦經(jīng)常發(fā)生裂紋、掉塊或燒損情況,檢修頻繁。
          多次對(duì)機(jī)組進(jìn)行更換軸瓦,轉(zhuǎn)子組徑向、端面跳動(dòng)等參數(shù)檢測(cè),轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡調(diào)整,電機(jī)檢修,聯(lián)軸器對(duì)中調(diào)整,管道消除應(yīng)力等檢修手段處理,都未取得明顯效果。
      2.2原因分析
      離心風(fēng)機(jī)
          2009年5月,在2500 r/min轉(zhuǎn)速工況下,用便攜式測(cè)振儀多次對(duì)機(jī)組進(jìn)行布點(diǎn)檢測(cè)。并進(jìn)行振動(dòng)頻譜特征分析。01、02、03為軸承檢測(cè)點(diǎn),分垂直、平面、軸向三個(gè)方向檢測(cè)。04~11測(cè)點(diǎn)為電機(jī)和風(fēng)機(jī)地腳螺栓檢測(cè)點(diǎn),具體檢測(cè)布點(diǎn)如圖3。
       軸流風(fēng)機(jī)
          非正常的頻譜圖有:①軸承檢測(cè)點(diǎn)02、03點(diǎn),其特征基本相似。03點(diǎn)垂直方向頻譜簡(jiǎn)圖如圖4:②地腳檢測(cè)點(diǎn)08、09、10、11點(diǎn),其特征基本相似。11點(diǎn)F3位頻譜簡(jiǎn)圖如圖5。
      風(fēng)機(jī)
          根據(jù)以前運(yùn)行、檢修過程中獲得的信息和表1、圖4、圖5提供的數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)特征進(jìn)行綜合分析:
          (1)機(jī)組中電機(jī)的振動(dòng)值較小,較均勻,頻譜分析較正常,運(yùn)行狀況也較正常。
          (2)支承軸承振動(dòng)偏大,支推軸承振動(dòng)及其基礎(chǔ)底座較大,混凝土基礎(chǔ)振動(dòng)最大。
          (3)在所有檢測(cè)點(diǎn)上以垂直方向的振動(dòng)值最大,有由上至下遞增的趨勢(shì)。10、11檢測(cè)點(diǎn)混凝土基礎(chǔ)振動(dòng)值和基礎(chǔ)底座振動(dòng)值比較有急劇增大。各檢測(cè)點(diǎn)F2位和F3位的振動(dòng)相位差別也很大。
          (4)從頻譜圖分析基頻振動(dòng)較大,伴有2倍頻分量,還產(chǎn)生高次諧波振動(dòng),有倍頻振動(dòng)特征,頻譜結(jié)構(gòu)呈梳齒狀,相位角為O°。
          (5)振動(dòng)狀況隨轉(zhuǎn)速遞增。
      2.3分析結(jié)論
          (1)電機(jī)狀況正常。
          (2)在風(fēng)機(jī)振動(dòng)頻譜中雖工頻振動(dòng)占優(yōu)勢(shì),但振動(dòng)位置有很大的局限性,主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)底座和混凝士基礎(chǔ)位置之間。而且垂直方向振動(dòng)值遠(yuǎn)大于水平方向和軸向,同時(shí)振動(dòng)相位角為0°,因此可以初步排除不對(duì)中、不平衡等情況。事實(shí)上轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡檢測(cè)、聯(lián)軸器對(duì)中、軸瓦刮研和風(fēng)機(jī)各零部件裝配精度等都在本次故障診斷前24 h左右進(jìn)行過精心校驗(yàn)。本次故障診斷是在機(jī)組整體檢修后試運(yùn)行狀況不佳的情況下進(jìn)行的。因此也可以證明分析結(jié)論是正確的。
          (3)根據(jù)風(fēng)機(jī)支承、支推軸承基座地腳螺栓部位振動(dòng)幅值大、振動(dòng)頻譜結(jié)構(gòu)呈梳齒狀,相位角為0°、基礎(chǔ)底座和混凝土基礎(chǔ)振動(dòng)相位差別大等特征進(jìn)行綜合分析,初步判斷認(rèn)為機(jī)組振動(dòng)的原因是:①基礎(chǔ)底座和混凝土基礎(chǔ)強(qiáng)度或剛度不夠。②基礎(chǔ)底座墊鐵之間有間隙或其他原因沒有墊實(shí),有相對(duì)位移現(xiàn)象。③地腳螺栓松動(dòng)。
          當(dāng)轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的離心力,而支承、支推軸承因前述三種原因造成基礎(chǔ)不實(shí),支撐力不夠而產(chǎn)生振動(dòng)。特別是支推軸承除承受徑向、軸向載荷外,還要承受尾端主油泵在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力,故振動(dòng)更為明顯。
          為驗(yàn)證分析結(jié)論的準(zhǔn)確性。對(duì)08、09、10、11點(diǎn)風(fēng)機(jī)地腳螺栓(M36)進(jìn)行緊固,發(fā)現(xiàn)在使用500 N·m力矩正常緊固螺栓時(shí),螺帽總能轉(zhuǎn)動(dòng),不能受力。用鐘面百分表指針頂住地腳螺栓頂部再進(jìn)行緊固,百分表顯示地腳螺栓明顯向上升位,對(duì)08、09、10、11點(diǎn)各地腳螺栓逐一檢測(cè),結(jié)果一致。
      3、處理措施
      3.1地腳螺栓重植的補(bǔ)救措施
          拔掉風(fēng)機(jī),打掉二次灌漿,從一次灌漿基礎(chǔ)中鑿出各地腳螺栓后,發(fā)現(xiàn)地腳螺栓埋入混凝土深度僅有250 mm,焊接定位在混凝土表層的鋼筋上。沒有按照安裝圖紙的要求進(jìn)行施工。圖紙要求是一次灌漿預(yù)留800 mm深預(yù)留孔,地腳螺栓植入孔深700 mm后對(duì)預(yù)留孔再次灌注。本次對(duì)J2#機(jī)組的整改,如果按照安裝圖紙的要求進(jìn)行螺栓植入施工,勢(shì)必破壞樓層的主體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,因5臺(tái)機(jī)組共用一個(gè)樓層,因此可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了不破壞樓層的主體結(jié)構(gòu),在不損壞混凝土基礎(chǔ)的鋼結(jié)構(gòu)的前提下,我們采取的補(bǔ)救措施是:,用風(fēng)鎬在混凝土基礎(chǔ)中打長(zhǎng)×寬×深=250 mmx250 mmX 500mm孔,①將新地腳螺桿植入孔內(nèi)500 mm;②用020鋼筋煨成“L”型對(duì)新地腳螺栓進(jìn)行定位、加固、逐層焊接在混凝土鋼結(jié)構(gòu)的鋼筋上;③用高強(qiáng)快干灌漿料灌注。
      3.2調(diào)整軸承座基礎(chǔ)底座安裝精度的補(bǔ)救措施
          在拔掉風(fēng)機(jī)后,用合像水平儀檢測(cè)基礎(chǔ)底座的水平度,發(fā)現(xiàn)支承軸承座的基礎(chǔ)底座向風(fēng)機(jī)機(jī)殼方向傾斜3.64/1000 mm,支推軸承座的基礎(chǔ)底座向風(fēng)機(jī)機(jī)殼方向傾斜5.87/1000 mm。
          在打掉二次灌漿后,發(fā)現(xiàn)在兩基礎(chǔ)底座下只布置了三組墊鐵。寬度方向各一組.外側(cè)長(zhǎng)度方向一組,靠機(jī)殼的內(nèi)側(cè)由于布置墊鐵困難沒有布置墊鐵.且各墊鐵組由于表面粗糙度差又無焊接定位已移動(dòng)錯(cuò)位,因此基礎(chǔ)底座由于支撐不實(shí)而發(fā)生傾斜。這也是機(jī)組振動(dòng)的主要原因之一。我們采取的補(bǔ)救措施是:將原有的墊鐵組更換為表面粗糙度和尺寸精度較高的墊鐵組。按照安裝圖紙的要求重新布置墊鐵組,兩長(zhǎng)度方向各兩組,兩寬度方向各一組。結(jié)合轉(zhuǎn)子的揚(yáng)度情況對(duì)基礎(chǔ)底座進(jìn)行水平度找平,偏差范圍<0.06/1000 mm。對(duì)調(diào)整好的墊鐵組進(jìn)行焊接定位。用高強(qiáng)快干灌漿料進(jìn)行二次灌漿。
      3.3對(duì)機(jī)組重新安裝
          對(duì)機(jī)組的機(jī)殼、滑動(dòng)軸承、轉(zhuǎn)子、軸封、主、輔油泵、電機(jī)、聯(lián)軸器對(duì)中、進(jìn)出口管道對(duì)接等零部件進(jìn)行重新裝配和調(diào)整,并確保調(diào)整裝配精度。
      4、運(yùn)行效果
          機(jī)組在進(jìn)行15天的整改后試運(yùn)行,振動(dòng)狀況明顯改善,各檢測(cè)點(diǎn)振動(dòng)值達(dá)到良好級(jí)國(guó)際振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)(IS02372-1974振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn):0.28 mm/s~1.12 mm/s為“良好”),其他技術(shù)參數(shù)也在正常范圍以內(nèi)。表2是J2#機(jī)組在2 800 r/min轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)01~11各檢測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)值。
      軸流風(fēng)機(jī)
          J2#機(jī)組經(jīng)過整改處理后至今一直是滿負(fù)荷運(yùn)行,運(yùn)行狀況良好。產(chǎn)量提高了35%左右,實(shí)現(xiàn)了機(jī)組達(dá)產(chǎn)達(dá)效的生產(chǎn)目標(biāo)。
      5、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)
      5.1從土建設(shè)計(jì)角度總結(jié)
          在進(jìn)行大型設(shè)備土建基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量考慮單機(jī)組單基礎(chǔ),避免多機(jī)組共用一個(gè)基礎(chǔ).以免一臺(tái)機(jī)組因改變基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或產(chǎn)生振動(dòng)等影響其他機(jī)組的正常運(yùn)行,因此而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
      5.2從設(shè)備安裝角度總結(jié)
          設(shè)備安裝的質(zhì)量是設(shè)備日后投入正常生產(chǎn)和檢修的關(guān)鍵,它直接決定設(shè)備的運(yùn)行狀況和檢修狀況。設(shè)備安裝施工是一項(xiàng)科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ,必須?yán)格按照安裝要求施工。特別是對(duì)如鼓風(fēng)機(jī)等高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)底座調(diào)整,地腳螺栓預(yù)埋等隱蔽項(xiàng)目的施工要引起高度重視,否則在出現(xiàn)問題時(shí)給故障診斷和處理造成很大的難度,由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失也不容忽視。
      5.3從振動(dòng)故障診斷角度總結(jié)
          機(jī)組的振動(dòng)是復(fù)雜的,其原因也是各種各樣的。在分析問題的時(shí)候不能單純地從測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行,要結(jié)合設(shè)備的性能和特征從多方面考慮。在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)要結(jié)合振動(dòng)頻譜特征進(jìn)行分析,同時(shí)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)檢測(cè)需要有連續(xù)性。還要根據(jù)趨勢(shì)的變化來判斷。
          設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的早期征兆,判斷故障可能的發(fā)展過程,預(yù)防和減少惡性事故的出現(xiàn),變被動(dòng)檢修為主動(dòng)檢修。通過此技術(shù)的應(yīng)用可以查明故障根源,進(jìn)行一切基于可靠性的精確檢修,減少盲目和剩余檢修。
      5.4從如何采取處理措施的角度總結(jié)
          機(jī)械傳動(dòng)是一門自然科學(xué),因此對(duì)設(shè)備故障的處理應(yīng)該遵循科學(xué)規(guī)律,做到“有的放矢”。在查處故障原因的前提下“對(duì)癥下藥”,根除“病源”,不能做“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”的事情。應(yīng)充分利用現(xiàn)有的條件和技術(shù)裝備,靈活的采取處理措施,消除設(shè)備故障隱患,同時(shí)提高自身處理設(shè)備故障的能力。
          三門峽富通新能源銷售風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

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