高速旋转机械的频谱分析.docVIP

高速旋转机械的频谱分析 李兆华 钟爱光 摘要：介绍了氧气厂2＃DA350空压机组、干熄焦循环主风机、辅风机等振动故障的诊断及处理方法。总结了应用先进的设备故障诊断技术的重要性。 一、前言 我公司绝大多数关键设备为旋转机械设备，如各类风机、空压机、大型电机等。设备的日常维护和安装调试过程中，经常遇到因剧烈振动而无法正常生产的情况，而振动的原因错综复杂，仅靠耳听、手摸的原始方法，很难全面准确的分析判断故障的原因。采用先进的设备状态检测和故障诊断技术，通过振动检测掌握各类设备在一定时期的运行状态，为从事设备维护、安装、调试的工程技术人员提供一套完整的设备运行状态资料，根据这些资料进行数据分析，可以准确的分析判断故障原因，缩短检修工期，合理的安排关键设备的预防维修计划，从而避免因突发性设备故障而造成的经济损失，确保产生的顺利进行。 二、采用故障诊断技术处理设备故障的几个实例 1．氧气厂2＃DA350一61型空压机组振动故障的处理 、 氧气厂DA350～61型空压机是制氧机的动力设备，机组进行是否正常，直接关系到第一炼钢厂的生产，是总公司的关键设备。 1999年4月份，该机组借第一炼钢厂停产机会，解体大修，组装后试车时，机组振动超标，无法正常运行，严重影响检修工期。如解体检查至少需要3天的时间，况且对能否检查到故障点也没有十分把握。于是我们利用NG一8902多通道数据采集故障诊断系统，对该机组进行了全面的测试。 (1)空压机组的测点布置如图1所示。 注：1#、2#为电机球面瓦测点 3#、4#、6#为增速箱大小齿轮轴瓦测点 7#为风机止推瓦测点 8#为风机支撑瓦测点 图1 空压机组测点示意图 (2) 机组的测试情况（取振动值最大的方向）见表1 表 1 测点 振动值，mm/s 特征频率，Hz 1 S(水平)0.12 50 2 S(水平)0.14 50 3 C(垂直)0.344 146 4 C(垂直)0.776 146 5 C(垂直)0.28 146 6 C(垂直)0.577 146 7 C(垂直)2.79 146 8 C(垂直)8.25 146 由表1可见，1#、2#、3#、4#、5#、6#测点，振动情况良好。7#、8#测点振动速度超标，8#测点振值8.25mm/s，严重超标，7#、8#测点的轴向振动谱图如图2、图3。 图2 7#测点速度频谱图 图3 8#测点速度频谱图 又测量了7#、8#测点的振动加速度，见表2(取振动值最大的方向)。 表2 测点 振动速度值，mm/s 特征频率，Hz 8#瓦 S(水平)5.67 2487 C(垂直)12.67 2625 Z(轴向)14.61 2625 7#瓦 S(水平)1.58 438 C(垂直)1.66 146 Z(轴向)11.24 2625 7#、8#测点轴向振动加速度谱图如图4、图5。 图4 7#测点加速度频谱图 图5 8#测点加速度频谱图 根据以上的振动测量及频谱图分析，空压机组的振动故障分析如下：3#、4#、5#、6#测点振动速度良好，说明大小齿轮运行状态正常，振源不在大小齿轮处。振速最大值发生在7#、8#测点处，故障频率为146 Hz，其对应的转速为146×60=8760r/min,振动频率特征基本是工频振动,说明振源在7#、8#测点处，其原因可能是风机转子高速动平衡不良，因为虽然低速动平衡已校验平衡良好，但高速下动平衡不一定满足。7#、8#测点的振动加速明显增大，故障能量集中的高频区域2625 Hz，说明风机零部件可能被惯性力破坏，如转子了出现裂纹、叶片腐蚀有掉块等。于是我们打开风机大盖，仔细检查风机转子、叶片、轴等部件。检查情况与我们的诊断基本一致，故障点为风机转子叶片根部有一约40mm长的裂纹，重新更换了风机转子，投运后运行正常。 2．干熄焦循环风机振动故障的处理 总公司干熄焦工程是国家经贸委节能示范项目，1999年2月份，干熄焦工程试车过程中，发现1#、2#循环风机振动严重，无法正常运行，严重影响工程的进度。 风机的主要技术参数：介质温度180-200℃,主风机风量195000m3/h,辅风机风量17000 m3/h,主风机风压8250Pa,辅风机风压6500 Pa,主风机电机P=800kW,n=1500r/min,辅风机电机P=630 kW,n=1500 r/min. 利用HG-8902多通道数据采集故障诊断系统,现场进行了振动测量,分析故障原因.1#循环风机初始振动频谱图见图6. 图6 干熄焦1#循环风机原始振动频谱图 由图6可以看出,其振动频率单一,在工频处有一最大峰值为21.89 mm/s.属于明显的不平衡故障.于是利用现场动平衡