一臺轉動設備的典型軸承故障
2019-06-13 一、設備概述
送風機是鍋爐的關鍵設備,每臺鍋爐配置兩臺送風機,鍋爐運行中,兩臺送風機同時運轉,無備用設備。
如果因一臺送風機故障停運,鍋爐負荷將會降低到滿負荷的50%,為了維持鍋爐運行,必須要投油槍,將耗費大量的柴油,同時引起公司其它裝置負荷的波動。
本單位送風機結構是懸臂式離心風機,型號SFG22D-C4A,介質為空氣,功率800kw,額定轉速990rpm。
本單位大部分轉動設備沒有在線檢測設備,目前采用BH550綜合分析診斷儀人工采集振動、溫度數據。
送風機是鍋爐的關鍵設備,每臺鍋爐配置兩臺送風機,鍋爐運行中,兩臺送風機同時運轉,無備用設備。
如果因一臺送風機故障停運,鍋爐負荷將會降低到滿負荷的50%,為了維持鍋爐運行,必須要投油槍,將耗費大量的柴油,同時引起公司其它裝置負荷的波動。
本單位送風機結構是懸臂式離心風機,型號SFG22D-C4A,介質為空氣,功率800kw,額定轉速990rpm。
本單位大部分轉動設備沒有在線檢測設備,目前采用BH550綜合分析診斷儀人工采集振動、溫度數據。

二、故障描述
2019年2月1日,4號爐乙送風機聯軸器軸承有間歇性異音,使用BH550檢測,發現振動烈度略微增加(2月1日以前,3H振動速度在2.5mm/s左右,2月1日,增加到3.2mm/s),振動加速度和gIE值增大(3Ha:26mm/s²,3HgIE:10.96),3H、3V頻譜圖中除了1倍頻以外,還有多個分頻,頻率分布很雜亂,多個分頻幅值大于1倍頻,初步判斷軸承滾動體或保持架有問題。
三、故障分析
從3H趨勢圖中,振動速度有效值增加到3.57mm/s(圖2),對大型風機來說,這個振值尚在良的范圍。
2019年2月1日,4號爐乙送風機聯軸器軸承有間歇性異音,使用BH550檢測,發現振動烈度略微增加(2月1日以前,3H振動速度在2.5mm/s左右,2月1日,增加到3.2mm/s),振動加速度和gIE值增大(3Ha:26mm/s²,3HgIE:10.96),3H、3V頻譜圖中除了1倍頻以外,還有多個分頻,頻率分布很雜亂,多個分頻幅值大于1倍頻,初步判斷軸承滾動體或保持架有問題。
三、故障分析
從3H趨勢圖中,振動速度有效值增加到3.57mm/s(圖2),對大型風機來說,這個振值尚在良的范圍。

在頻譜圖中(圖4),1倍頻不是主要分量,有非常多的高倍頻,且分布很雜亂。

1月28日的3H振動加速度波形圖(圖5),幅值在±20以內。在2月1日3H振動加速度波形圖(圖6),幅值在±60以內,能量增加到3倍,且波形線密度增加,意味著能量和頻率明顯增加。

對比前后的包絡圖,1月28日包絡頻譜圖中(如圖7),未發現軸承各部件的特征頻率在波峰上,且幅值較低,在0.5以內。
包絡波形圖中(如圖8),幅值Z高剛超過4。

2月1日包絡頻譜圖中(如圖9),軸承各部件特征頻率幅值明顯增加,包絡波形圖幅值增大到15倍以上(如圖10)。

根據振動烈度頻譜圖中出現很多高倍頻,且頻率雜亂,軸承可能存在高頻率的沖擊;在振動加速度波形圖中,幅值增大到原來的3倍,且密度增加,說明沖擊能量在增大。
包絡頻譜圖中,軸承部件的特征頻率幅值增加,波形圖是原來的15倍左右。使用聽針聽聯軸器側軸承,有明顯的、間歇性異音。
包絡頻譜圖中,軸承部件的特征頻率幅值增加,波形圖是原來的15倍左右。使用聽針聽聯軸器側軸承,有明顯的、間歇性異音。
綜合以上分析,得出結論是可能聯軸器側軸承滾動體或保持架存在問題,需要立即處理。
四、故障驗證
2019年2月2日,停機檢修,發現送風機聯軸器側軸承一個滾動體表面剝離(圖11),軸承內圈滾道有麻坑(圖12),軸承外圈滾道也有麻坑(圖13),葉輪側軸承完好,對聯軸器側軸承進行更換。

2月2日軸承更換完畢,送風機運轉,各方向振動指標均達到優良(圖14)。
檢修后的3H速度頻譜圖(圖15),雜亂的高倍頻消失,有個390Hz的頻率是固有頻率,來源不明。
檢修后的3H速度頻譜圖(圖15),雜亂的高倍頻消失,有個390Hz的頻率是固有頻率,來源不明。

檢修后的3H加速度波形圖中(圖16),幅值降到±20以內,說明能量沖擊降低,且波形圖密度降低。包絡頻譜圖幅值降到Z大0.4,波形圖幅值≤6。

通過這臺設備故障的判斷,得出以下經驗:
查看振動數據時,不能局限于只看振動烈度的幅值是否超標,還應該綜合振動加速度、gIE的變化來綜合判斷設備是否正常。
查看振動數據時,不能局限于只看振動烈度的幅值是否超標,還應該綜合振動加速度、gIE的變化來綜合判斷設備是否正常。
同時,傳統的手段也不能丟棄,如使用聽針,對于一個有經驗的運行、維修人員,聽針可以明確、直觀的發現設備缺陷,這次的檢修就是巡檢時用聽針聽設備有明顯異音,再結合BH550才準確判斷軸承的故障,并迅速將軸承更換,避免了設備事故的擴大。
(來源:北京博華信智科技股份有限公司)
