鍋爐風(fēng)機(jī)故障診斷及狀態(tài)維修分析

鍋爐風(fēng)機(jī)故障診斷及狀態(tài)維修分析鍋爐風(fēng)機(jī)故障診斷及狀態(tài)維修分析 2017/08/21 摘要：鍋爐風(fēng)機(jī)分為送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，對其工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)督和測試，定位出異常部位和風(fēng)險部位，通過分析誘發(fā)原因，確定故障程度，并給出相應(yīng)的預(yù)防和處理方案，從而達(dá)到維修設(shè)備的目的。本文通過對鍋爐風(fēng)機(jī)的故障診斷及狀態(tài)維修進(jìn)行分析，以期加強(qiáng)鍋爐風(fēng)機(jī)診斷效率，更好的滿足鍋爐風(fēng)機(jī)運行需求，并提高運行效益。關(guān)鍵詞：鍋爐風(fēng)機(jī)；故障診斷；狀態(tài)維修1鍋爐風(fēng)機(jī)設(shè)備簡介本文以國產(chǎn)單側(cè)進(jìn)氣Y4-73型系列鍋爐風(fēng)機(jī)為例進(jìn)行介紹，送風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)的葉片為后向安裝機(jī)翼型，其氣動效率相對于其他型號國產(chǎn)機(jī)型較高?；诖巳~片形狀，適合用于送風(fēng)機(jī)進(jìn)行較潔凈冷空氣的運輸，用于引風(fēng)機(jī)時，由于其傳輸介質(zhì)為腐蝕性較強(qiáng)、含塵量較高的高溫介質(zhì)，所以細(xì)灰易于附著在葉片的背面，附著層的厚度會越來越大，最終使得葉輪受力不均衡而引發(fā)振動。此外，單側(cè)進(jìn)氣時，會在軸向葉輪施加極大的推力，不同方向?qū)冶圯S的壓力不同，會造成兩只承力急劇增加，以上因素都是造成風(fēng)機(jī)運行不正常、軸承磨損、溫度升高、使用壽命削減的原因。2故障誘因2.1葉片積塵和磨損鍋爐風(fēng)機(jī)的葉輪主要是機(jī)翼型葉片，由于葉片中心是空的，如果混入灰塵的煙氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)的葉輪中，灰塵會導(dǎo)致葉片邊緣出現(xiàn)磨損，隨著時間的增長，磨損會越發(fā)嚴(yán)重，由此引發(fā)風(fēng)機(jī)葉輪質(zhì)量問題，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動越發(fā)厲害。灰粒在風(fēng)機(jī)內(nèi)部會出現(xiàn)撞擊機(jī)體和切削現(xiàn)象，這些情況是造成風(fēng)機(jī)磨損的主要原因，嚴(yán)重時會使設(shè)備表面的材料脫落。機(jī)翼型的葉片損耗程度大且快，加上灰塵沉積造成振動，需要進(jìn)行定期性的停機(jī)清理和維護(hù)，增加了維修工作量，停機(jī)時造成發(fā)電損失相對于停機(jī)維修的作用也較大。2.2軸向推力單吸懸臂兩個軸承的受力情況不同，使軸承A和軸承B的工作狀態(tài)出現(xiàn)差異，降低了設(shè)備運行的穩(wěn)定性。軸承A的位置緊靠葉輪，其所承受的力為平衡另一軸承的力與轉(zhuǎn)子重力之和，其受力總和比轉(zhuǎn)子本身的重力要大；軸承B的位置靠近聯(lián)軸器。其所承受的力為葉輪重力分力和巨大軸向推力之和，使其所承受的支持力加大了等同于軸向力的3至3.5倍，所以懸臂在設(shè)備工作時，承受的力會急劇增加，不僅削減了軸承的使用壽命，還會影響整個設(shè)備的使用壽命。2.3設(shè)備軸承間隙軸承用于支撐軸系，精確的軸承間隙能夠保證軸承和設(shè)備以相對穩(wěn)定和安全的狀態(tài)工作。軸承間隙設(shè)置不精確，會造成設(shè)備的不穩(wěn)定振動、溫度升高、軸承加速磨損，嚴(yán)重時會導(dǎo)致設(shè)備主軸變形、彎曲、軸承壓蓋損壞，進(jìn)而在短時間就造成設(shè)備損壞，包括燒毀軸承、抱軸等。3振動產(chǎn)生原因造成風(fēng)機(jī)振動的原因主要有三個方面，包括氣流振動、電磁振動以及機(jī)械振動。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度不足以及入口處的氣流不穩(wěn)定時會引起氣流振動，主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速頻率大于特征頻率，振幅相當(dāng)不穩(wěn)定，波動區(qū)間較大，振動相位不穩(wěn)定，設(shè)備整體尤其是機(jī)殼處振動最為劇烈。氣隙不均勻是造成電磁振動的主要原因?？赏ㄟ^斷電方式進(jìn)行分析實驗，隨著轉(zhuǎn)速的降低振動幅度會降低。斷開設(shè)備電源后，電磁振動的振動會立刻停止，在頻譜中不會顯示電源頻率。機(jī)械振動產(chǎn)生的原因較多，且較為復(fù)雜，一般包括不對中、不平衡、軸承損壞、內(nèi)部設(shè)備松動等。內(nèi)部設(shè)備松動又分為軸承松動、葉輪松動、基體松動、連接處松動等。4鍋爐風(fēng)機(jī)故障維修措施4.1鍋爐風(fēng)機(jī)葉輪磨損與腐蝕導(dǎo)致的振動維修可以應(yīng)用熱噴涂技術(shù)，改變耐磨金屬及陶瓷材料，將其轉(zhuǎn)化為高溫高速的粒子流，并將其噴灑在風(fēng)機(jī)的葉輪片上，以提高風(fēng)機(jī)葉輪的抗氧性及耐磨性，以免導(dǎo)致出現(xiàn)葉輪不平衡情況，引發(fā)風(fēng)機(jī)振動。另外，鍋爐企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好鍋爐煙氣除塵及脫硫工作，對煙氣中的水分含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，以減少葉輪上的灰塵聚集，避免引發(fā)振動。4.2葉片非工作面積灰故障維修在風(fēng)機(jī)停止運轉(zhuǎn)后，要及時清除葉輪上的粉塵，減輕風(fēng)機(jī)引發(fā)的振動。但這樣需要耗費較長的檢修時間，對此，在停機(jī)的瞬間，可以將噴嘴沖水閥門開啟，利用葉輪的慣性，對葉片的非工作面進(jìn)行清洗，并打開機(jī)殼底部的閥門將廢水排放出去，以便于清灰，從而達(dá)到處理振動故障的目的。4.3鍋爐風(fēng)機(jī)軸承溫度過高維修首先檢查是否是由于潤滑不良導(dǎo)致的溫度過高。要保證油質(zhì)符合要求，無雜質(zhì)，沒有變質(zhì)；不能缺油，定期進(jìn)行補油；保證冷卻效果，可以在軸承安裝位置設(shè)置壓縮空氣，方便壓縮，如果溫度較低，則可以將壓縮空氣關(guān)閉；定期檢查軸承，排除軸承故障，以避免由于出現(xiàn)軸承斷裂，不僅導(dǎo)致風(fēng)機(jī)損壞，還影響到設(shè)備運行。4.4安裝不牢固維修對于機(jī)座應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加固處理，并盡量的提高剛度，以滿足風(fēng)機(jī)的運行需求。同時，定期安排維修人員對風(fēng)機(jī)運行情況進(jìn)行檢修，確保各個零部件都安裝牢固，以避免由于安裝不牢固導(dǎo)致振動故障。5診斷實驗舉例振動檢測以及分析定位設(shè)備為上海華陽HY-160單通道數(shù)據(jù)采集儀，并借助高校專業(yè)的故障定位技術(shù)、輔助軟件、計算機(jī)模擬等技術(shù)。對風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的4個軸承位置進(jìn)行監(jiān)測和分析，任意測試點的測試方向均為水平H、垂直V、軸向A。5.1送風(fēng)機(jī)不滿足基礎(chǔ)剛度要求表1所列包括設(shè)備發(fā)生故障、故障持續(xù)、維修后運行的相應(yīng)原始記錄。設(shè)備在被修復(fù)之前所表現(xiàn)的圖像特征如以下所列。風(fēng)機(jī)與電動機(jī)任意實驗點的振動頻率譜圖中，僅有1轉(zhuǎn)速（24.2Hz）頻率具備優(yōu)勢。任意試驗點的垂直方向以及軸向的振動值均較小，而水平方向的數(shù)值最大，且振動的方向性非常強(qiáng)。實域波形為正弦波，且清晰完整，不存在削波情況和波形變形情況。葉輪葉片通過頻率、故障頻率以及各類異常頻率均沒有出現(xiàn)在譜圖中，軸承運行正常。通過分析設(shè)備的實驗安裝、運轉(zhuǎn)情況以及期間產(chǎn)生的振動現(xiàn)象，證實設(shè)備問題為機(jī)械松動。該設(shè)備在沒有其他異常狀況的情況下可以保持長時間穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)；并且由于季節(jié)的原因，不允許設(shè)備較長時間的關(guān)機(jī)檢修，否則會影響設(shè)備的高負(fù)荷使用要求，無法達(dá)到生產(chǎn)指標(biāo)，所以將處理時間安排在設(shè)備的年度檢修時期。期間進(jìn)行及時、定期的運行監(jiān)測，科學(xué)監(jiān)測設(shè)備的振動情況以及其他異常情況，確保鍋爐在穩(wěn)定工作的前提下達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。年度大檢修期間，針對混凝土硬度不達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行相應(yīng)的處理：重新灌漿以及基體加固。后續(xù)的測試結(jié)果顯示在故障得到處理后，設(shè)備能夠保持穩(wěn)定、安全的運行。5.2引風(fēng)機(jī)的軸承松動從表2的所得出的數(shù)據(jù)能夠得出結(jié)論，設(shè)備3、4試驗點的振動頻率是隨時間上升的，其軸向振動最為顯著。根據(jù)溫度監(jiān)測的數(shù)據(jù)來看，設(shè)備軸承的溫度也是隨時間上升的。設(shè)備所有試驗點譜圖的特征如下。譜圖中含有數(shù)個轉(zhuǎn)速頻率的諧波頻率（不包括16.5Hz工頻），其中最為典型的介于26倍頻率之間的部分，其幅值大于工頻分量的幅值。傾向的振動類型為定向振動，依據(jù)得到的振動數(shù)據(jù)，靠近葉輪端的承重位置和其他位置的軸向振動較為明顯。階次較高的頻率分量所顯示的幅值大于轉(zhuǎn)速頻率振動幅值的一半。滾動軸承未顯現(xiàn)出故障特征頻率、葉片通過頻率和其他異常頻率。根據(jù)實驗記錄結(jié)果以及后續(xù)的分析，認(rèn)為出現(xiàn)上述故障的原因是轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)圈存在過大的間隙，導(dǎo)致了機(jī)械松動，并且造成過盈配合失效現(xiàn)象，加劇的運行環(huán)境的惡化，造成運行溫度升高以及內(nèi)部器件損壞的故障。6結(jié)語對設(shè)備實行狀態(tài)監(jiān)測維修體現(xiàn)了極強(qiáng)的創(chuàng)新觀念。故障的監(jiān)測與診斷，是保證鍋爐正常工作、滿足生產(chǎn)要求的保證，因此重視并持續(xù)的研究鍋爐的檢修技術(shù)是刻不容緩的。參考文獻(xiàn)：1楊海燕,陳露露,張蕾.低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組電刷滑環(huán)故障仿真分析研究J.機(jī)械工程師,2015,(10):90-91.2王維友,楊璋.振動分析在風(fēng)機(jī)軸承故障診斷中的應(yīng)用J.裝備維修技術(shù),2015,(02):31-35.3李穎穎,王海琳,趙鑫.基于信號分析的異步電機(jī)故障診斷方法淺析J.新型工業(yè)化,2014,(02):62-66.