锅炉风机故障诊断及状态维修分析

锅炉风机故障诊断及状态维修分析锅炉风机故障诊断及状态维修分析 2017/08/21 摘要：锅炉风机分为送风机和引风机，对其工作状态进行实时监督和测试，定位出异常部位和风险部位，通过分析诱发原因，确定故障程度，并给出相应的预防和处理方案，从而达到维修设备的目的。本文通过对锅炉风机的故障诊断及状态维修进行分析，以期加强锅炉风机诊断效率，更好的满足锅炉风机运行需求，并提高运行效益。关键词：锅炉风机；故障诊断；状态维修1锅炉风机设备简介本文以国产单侧进气Y4-73型系列锅炉风机为例进行介绍，送风机与引风机的叶片为后向安装机翼型，其气动效率相对于其他型号国产机型较高。基于此叶片形状，适合用于送风机进行较洁净冷空气的运输，用于引风机时，由于其传输介质为腐蚀性较强、含尘量较高的高温介质，所以细灰易于附着在叶片的背面，附着层的厚度会越来越大，最终使得叶轮受力不均衡而引发振动。此外，单侧进气时，会在轴向叶轮施加极大的推力，不同方向对悬臂轴的压力不同，会造成两只承力急剧增加，以上因素都是造成风机运行不正常、轴承磨损、温度升高、使用寿命削减的原因。2故障诱因2.1叶片积尘和磨损锅炉风机的叶轮主要是机翼型叶片，由于叶片中心是空的，如果混入灰尘的烟气进入风机的叶轮中，灰尘会导致叶片边缘出现磨损，随着时间的增长，磨损会越发严重，由此引发风机叶轮质量问题，导致风机振动越发厉害。灰粒在风机内部会出现撞击机体和切削现象，这些情况是造成风机磨损的主要原因，严重时会使设备表面的材料脱落。机翼型的叶片损耗程度大且快，加上灰尘沉积造成振动，需要进行定期性的停机清理和维护，增加了维修工作量，停机时造成发电损失相对于停机维修的作用也较大。2.2轴向推力单吸悬臂两个轴承的受力情况不同，使轴承A和轴承B的工作状态出现差异，降低了设备运行的稳定性。轴承A的位置紧靠叶轮，其所承受的力为平衡另一轴承的力与转子重力之和，其受力总和比转子本身的重力要大；轴承B的位置靠近联轴器。其所承受的力为叶轮重力分力和巨大轴向推力之和，使其所承受的支持力加大了等同于轴向力的3至3.5倍，所以悬臂在设备工作时，承受的力会急剧增加，不仅削减了轴承的使用寿命，还会影响整个设备的使用寿命。2.3设备轴承间隙轴承用于支撑轴系，精确的轴承间隙能够保证轴承和设备以相对稳定和安全的状态工作。轴承间隙设置不精确，会造成设备的不稳定振动、温度升高、轴承加速磨损，严重时会导致设备主轴变形、弯曲、轴承压盖损坏，进而在短时间就造成设备损坏，包括烧毁轴承、抱轴等。3振动产生原因造成风机振动的原因主要有三个方面，包括气流振动、电磁振动以及机械振动。当旋转速度不足以及入口处的气流不稳定时会引起气流振动，主要表现为转速频率大于特征频率，振幅相当不稳定，波动区间较大，振动相位不稳定，设备整体尤其是机壳处振动最为剧烈。气隙不均匀是造成电磁振动的主要原因。可通过断电方式进行分析实验，随着转速的降低振动幅度会降低。断开设备电源后，电磁振动的振动会立刻停止，在频谱中不会显示电源频率。机械振动产生的原因较多，且较为复杂，一般包括不对中、不平衡、轴承损坏、内部设备松动等。内部设备松动又分为轴承松动、叶轮松动、基体松动、连接处松动等。4锅炉风机故障维修措施4.1锅炉风机叶轮磨损与腐蚀导致的振动维修可以应用热喷涂技术，改变耐磨金属及陶瓷材料，将其转化为高温高速的粒子流，并将其喷洒在风机的叶轮片上，以提高风机叶轮的抗氧性及耐磨性，以免导致出现叶轮不平衡情况，引发风机振动。另外，锅炉企业应当做好锅炉烟气除尘及脱硫工作，对烟气中的水分含量进行严格控制，以减少叶轮上的灰尘聚集，避免引发振动。4.2叶片非工作面积灰故障维修在风机停止运转后，要及时清除叶轮上的粉尘，减轻风机引发的振动。但这样需要耗费较长的检修时间，对此，在停机的瞬间，可以将喷嘴冲水阀门开启，利用叶轮的惯性，对叶片的非工作面进行清洗，并打开机壳底部的阀门将废水排放出去，以便于清灰，从而达到处理振动故障的目的。4.3锅炉风机轴承温度过高维修首先检查是否是由于润滑不良导致的温度过高。要保证油质符合要求，无杂质，没有变质；不能缺油，定期进行补油；保证冷却效果，可以在轴承安装位置设置压缩空气，方便压缩，如果温度较低，则可以将压缩空气关闭；定期检查轴承，排除轴承故障，以避免由于出现轴承断裂，不仅导致风机损坏，还影响到设备运行。4.4安装不牢固维修对于机座应当进行加固处理，并尽量的提高刚度，以满足风机的运行需求。同时，定期安排维修人员对风机运行情况进行检修，确保各个零部件都安装牢固，以避免由于安装不牢固导致振动故障。5诊断实验举例振动检测以及分析定位设备为上海华阳HY-160单通道数据采集仪，并借助高校专业的故障定位技术、辅助软件、计算机模拟等技术。对风机和电动机的4个轴承位置进行监测和分析，任意测试点的测试方向均为水平H、垂直V、轴向A。5.1送风机不满足基础刚度要求表1所列包括设备发生故障、故障持续、维修后运行的相应原始记录。设备在被修复之前所表现的图像特征如以下所列。风机与电动机任意实验点的振动频率谱图中，仅有1转速（24.2Hz）频率具备优势。任意试验点的垂直方向以及轴向的振动值均较小，而水平方向的数值最大，且振动的方向性非常强。实域波形为正弦波，且清晰完整，不存在削波情况和波形变形情况。叶轮叶片通过频率、故障频率以及各类异常频率均没有出现在谱图中，轴承运行正常。通过分析设备的实验安装、运转情况以及期间产生的振动现象，证实设备问题为机械松动。该设备在没有其他异常状况的情况下可以保持长时间稳定的运转；并且由于季节的原因，不允许设备较长时间的关机检修，否则会影响设备的高负荷使用要求，无法达到生产指标，所以将处理时间安排在设备的年度检修时期。期间进行及时、定期的运行监测，科学监测设备的振动情况以及其他异常情况，确保锅炉在稳定工作的前提下达到预期指标。年度大检修期间，针对混凝土硬度不达标情况进行相应的处理：重新灌浆以及基体加固。后续的测试结果显示在故障得到处理后，设备能够保持稳定、安全的运行。5.2引风机的轴承松动从表2的所得出的数据能够得出结论，设备3、4试验点的振动频率是随时间上升的，其轴向振动最为显著。根据温度监测的数据来看，设备轴承的温度也是随时间上升的。设备所有试验点谱图的特征如下。谱图中含有数个转速频率的谐波频率（不包括16.5Hz工频），其中最为典型的介于26倍频率之间的部分，其幅值大于工频分量的幅值。倾向的振动类型为定向振动，依据得到的振动数据，靠近叶轮端的承重位置和其他位置的轴向振动较为明显。阶次较高的频率分量所显示的幅值大于转速频率振动幅值的一半。滚动轴承未显现出故障特征频率、叶片通过频率和其他异常频率。根据实验记录结果以及后续的分析，认为出现上述故障的原因是转轴与轴承内圈存在过大的间隙，导致了机械松动，并且造成过盈配合失效现象，加剧的运行环境的恶化，造成运行温度升高以及内部器件损坏的故障。6结语对设备实行状态监测维修体现了极强的创新观念。故障的监测与诊断，是保证锅炉正常工作、满足生产要求的保证，因此重视并持续的研究锅炉的检修技术是刻不容缓的。参考文献：1杨海燕,陈露露,张蕾.低风速风电机组电刷滑环故障仿真分析研究J.机械工程师,2015,(10):90-91.2王维友,杨璋.振动分析在风机轴承故障诊断中的应用J.装备维修技术,2015,(02):31-35.3李颖颖,王海琳,赵鑫.基于信号分析的异步电机故障诊断方法浅析J.新型工业化,2014,(02):62-66.