黃裕華

摘 要：主要針對工業(yè)鍋爐引風(fēng)機(jī)異常原因及處理展開了探討，對異常振動(dòng)的原因和危害作了系統(tǒng)分析和詳細(xì)說明，并結(jié)合具體的實(shí)例對異常振動(dòng)的處理作了深入探討，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐；引風(fēng)機(jī)；聯(lián)軸器；PMS設(shè)備巡檢系統(tǒng)

中圖分類號：TK223.26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.101

文章編號：2095-6835（2015）15-0101-02

引風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動(dòng)的流體機(jī)械，并在工業(yè)鍋爐中有著重要的應(yīng)用。但是引風(fēng)機(jī)在日常的運(yùn)作中會(huì)出現(xiàn)異常的振動(dòng)現(xiàn)象，這不僅會(huì)對設(shè)備造成影響，還會(huì)影響整個(gè)工業(yè)鍋爐的運(yùn)行，因此，我們必須要對引風(fēng)機(jī)的異常振動(dòng)進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)有效的措施做好應(yīng)對，從而為工業(yè)鍋爐的正常運(yùn)行提供保障。

1 振動(dòng)產(chǎn)生的原因分析

1.1 電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子通過二支點(diǎn)的滾動(dòng)軸承來旋轉(zhuǎn)，軸承的軸向和徑向的間隙很小，在潤滑狀態(tài)下磨損產(chǎn)生的振動(dòng)和掃膛引起的振動(dòng)極小，一般不會(huì)給引風(fēng)機(jī)造成太大的影響。

1.2 引風(fēng)機(jī)軸承箱的振動(dòng)

軸承箱主軸承損壞和主軸彎曲、地腳螺栓松動(dòng)和基礎(chǔ)下沉?xí)鹫駝?dòng)。

1.3 聯(lián)軸器的振動(dòng)

聯(lián)軸器磨損、連接不良、兩軸中心線偏差均會(huì)引起振動(dòng)。

1.4 風(fēng)機(jī)殼體的振動(dòng)

風(fēng)機(jī)殼體是由4 mm薄鋼板焊接而成，本身體型較大，運(yùn)行中煙氣流動(dòng)會(huì)使殼體產(chǎn)生共振。同時(shí)，水膜除塵器在處理煙氣的過程中，因水膜不均勻等原因，會(huì)導(dǎo)致煙氣濕度極度不均而引起的振動(dòng)。

1.5 葉輪的振動(dòng)

煙氣攜帶的灰塵顆粒黏附在葉輪上引起葉輪不平衡，硬質(zhì)異物進(jìn)入致使風(fēng)機(jī)葉輪變形，葉輪鋼板因應(yīng)力引起變形，葉輪磨損、進(jìn)氣導(dǎo)葉損壞引起進(jìn)氣不均、引風(fēng)量過大或過小等原因都會(huì)造成振動(dòng)，所以，葉輪是引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的最重要部位，也是我們討論的重點(diǎn)。

2 振動(dòng)造成的危害

振動(dòng)造成的危害主要有：①對人的危害。在振動(dòng)環(huán)境下工作，人的視覺會(huì)受到干擾，精力難以集中，可能會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量事故，甚至安全事故。振動(dòng)會(huì)干擾周圍人員的睡眠、休息、讀書等日常生活，損害人的身體健康。②對建筑物的危害。由于振動(dòng)強(qiáng)度和頻率的不同，振動(dòng)將會(huì)破壞某些建筑物的建筑結(jié)構(gòu)。常見的破壞現(xiàn)象有基礎(chǔ)和墻壁龜裂、墻皮剝落、石塊滑動(dòng)、地基變形和下沉等，甚至可使建筑物倒塌。③對精密儀器、設(shè)備的危害。振動(dòng)會(huì)影響精密儀器儀表的正常運(yùn)行，影響對儀器儀表刻度閱讀的準(zhǔn)確性和閱讀速度，甚至根本無法讀數(shù)。④振動(dòng)產(chǎn)生噪聲。振動(dòng)的物體可直接向空間輻射噪聲，這就是空氣聲。振動(dòng)又會(huì)在土壤中傳播，在傳播過程中，又會(huì)激起建筑物基礎(chǔ)、墻體、梁柱、天花板、門窗、管道的振動(dòng)，這些物體的振動(dòng)會(huì)再次輻射噪聲，這種噪聲叫固體噪聲。顯然，固體噪聲加大了噪聲的危害和影響。⑤振動(dòng)引起軸承發(fā)熱，加大了電機(jī)電流，由此可能引發(fā)電機(jī)故障。⑥振動(dòng)會(huì)損壞軸承、聯(lián)軸器和基礎(chǔ)底座。

3 振動(dòng)的檢測和分析

3.1 分析方法

時(shí)域波形分析及頻譜分析：振動(dòng)信號以位移、速度、加速度三個(gè)參量表示，其最簡單、最直觀的表現(xiàn)形式就是時(shí)域波形。對于某些故障信號，其波形具有明顯特征，從中可觀察到周期信號、諧波信號和短脈沖信號，可以直接識別共振現(xiàn)象和調(diào)制現(xiàn)象，從而對設(shè)備故障作出初步判斷。將時(shí)域信號變換成頻域信號加以分析的方法，被稱為“頻域分析”。頻域分析是基于頻譜分析展開的，就是把時(shí)間域的各種動(dòng)態(tài)信號變換到頻率域進(jìn)行分析，其目的是把復(fù)雜的時(shí)間波形經(jīng)傅立葉變換分解為若干單一的諧波分量來研究，以獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)和各諧波幅值、相位、功率及能量與頻率之間的關(guān)系，也就是將構(gòu)成信號的各種頻率成分都分解開來，便于振源的識別，確定故障部位。

3.2 PMS設(shè)備巡檢系統(tǒng)

我公司采用PMS設(shè)備巡檢系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測。PMS即工程生產(chǎn)管理系統(tǒng)（power production management system），配合HY-106B便攜式巡檢儀，測量機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)（加速度、速度、位移）、溫度、轉(zhuǎn)速等狀態(tài)參數(shù)。

3.3 典型故障分析

典型故障：在運(yùn)行過程中，引風(fēng)機(jī)1H點(diǎn)（軸承1水平方向）在現(xiàn)場設(shè)備巡視過程中使用在線檢測儀（PMS設(shè)備）檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)值明顯加大——中班1.328 mm/s，夜班8.270 mm/s，增大了近6倍。

我們將在線監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入分析系統(tǒng)進(jìn)行分析，1H點(diǎn)水平方向的瀑布圖的譜圖結(jié)構(gòu)有了非常明顯的變化，幾條譜線的值明顯增大。這意味著該設(shè)備存在著故障隱患。為了確診故障隱患，我們又對1H點(diǎn)的波形、頻譜（如表1所示）進(jìn)行了分析：電機(jī)轉(zhuǎn)速1 480 r/min，即電機(jī)轉(zhuǎn)頻=1 480 r/min/60 s≈25 Hz，從頻譜圖的各頻率分量中我們看到的是25 Hz及其倍數(shù)，即基頻分量最大，同時(shí)還存在較大的2～4倍頻的分量，除此之外沒有其他的頻率分量了，這說明不存在軸承、風(fēng)機(jī)葉輪及松動(dòng)等隱患。而該時(shí)域波形圖近似于正弦波的形狀，正弦波是存在不平衡的典型的時(shí)域波形。因此，結(jié)合波形圖和頻譜圖我們推斷這是由于轉(zhuǎn)子失衡而引起的故障隱患。

表1 修理前1H點(diǎn)的時(shí)間波形分析表

發(fā)現(xiàn)問題后，我們立即對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了檢修，開蓋檢查引風(fēng)機(jī)發(fā)現(xiàn)，由于受到腐蝕，機(jī)殼上一塊約150 mm×200 mm見方的鋼板掉在葉輪上，并隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生的不平衡使振動(dòng)值在短短的3天多時(shí)間加大了6倍多。并且，當(dāng)鋼板轉(zhuǎn)到高位時(shí)又掉回到低位，如此循環(huán)地轉(zhuǎn)動(dòng)著，所以出現(xiàn)了波形圖中上下不對稱的結(jié)構(gòu)，也是頻譜圖中出現(xiàn)二、四倍頻的原因。故障排除后，振動(dòng)值就恢復(fù)了正常，降為1.695 mm/s（如表2所示）。由于發(fā)現(xiàn)故障隱患及時(shí)，因此避免了一次設(shè)備事故的發(fā)生。

我們通過采用PMS設(shè)備巡檢系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行了在線監(jiān)測，使用時(shí)域波形分析和頻譜分析手段進(jìn)行故障診斷，能較準(zhǔn)確地判斷出設(shè)備故障類型和故障部位，這為我廠提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患、減少設(shè)備事故的發(fā)生提供了保障。

表2 修理后1H點(diǎn)頻譜圖分析表

4 解決辦法

加強(qiáng)設(shè)備潤滑管理和設(shè)備日常巡回檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題；定期清理葉輪積灰，在負(fù)荷最小的晚上對葉輪進(jìn)行清灰處理，改人力機(jī)械鏟除為高壓水槍清理，快速、高效；改善除塵設(shè)備，通過調(diào)整水量和修復(fù)石槽泄水面，提高除塵效果，減少煙氣水分含量，減少灰塵含量；酸性濕煙氣對導(dǎo)葉的腐蝕性很大，影響了氣流的平穩(wěn)流通，修復(fù)更換導(dǎo)葉葉片，使導(dǎo)葉開啟均勻自如、氣流順暢，也避免了導(dǎo)葉的脫落；定期做葉輪的動(dòng)平衡；用5#槽鋼加固風(fēng)機(jī)殼體，使其不會(huì)產(chǎn)生震顫；采用變頻器減小導(dǎo)葉對振動(dòng)的影響，消除鍋爐低負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的喘振。

5 結(jié)束語

綜上所述，引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行一旦出現(xiàn)故障就會(huì)直接導(dǎo)致鍋爐停止運(yùn)行，使工廠的生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響。因此，我們必須要認(rèn)真分析引風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)的原因，并采取有效措施應(yīng)對，以保障鍋爐的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]汪新文.鍋爐引風(fēng)機(jī)常見故障原因分析及處理措施探討[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2011（11）.

[2]曹昆朋，郭科偉.鍋爐引風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的原因分析[J].設(shè)備管理與維修，2014（06）.

〔編輯：王霞〕