HY-106C检测仪在风机故障诊断及处理中的应用

武 晶，肖国亮，钟雪兵

HY-106C检测仪在风机故障诊断及处理中的应用

武 晶，肖国亮，钟雪兵

（宝钢集团八钢公司，新疆乌鲁木齐830022）

在设备正常运行过程中，利用HY-106C检测仪跟踪烧结上料风机的运行状态。对设备振动进行时域和频谱分析，诊断电机和风机的运行故障，并利用检测仪的现场动平衡功能，对设备不平衡故障进行处理，更加有效利用HY-106C各项功能，以到达发现故障并解决故障的目的。

风机;故障诊断;现场动平衡

1 前言

八钢公司在多年实践的基础上，通过开展设备可靠性理论和检修模型研究，有机融合检测诊断技术手段与日常点检维护方法，采用华阳HY-106C检测仪对设备的H（水平径向）、V（垂直径向）、A（轴向）振动、轴承温度、加速度等参数进行周期监测。通过对所测得数据结合现场实际情况进行分析，可以判定设备是否出现异常，避免设备严重损坏。此外检测仪还可以和PC连接，将测得的数据录入PMS管理系统中，对所测得的时域波形和频谱图进行分析，通过对比历史数据，查看瀑布图，可进一步细化故障原因及部位，从而有针对性地组织检修。同时HY-106C还具有现场动平衡校验功能，可以通过对风机、电机等设备的转子进行在线动平衡校验。目前已将HY-106C诊断及处理不平衡故障这一技术应用到生产实践中。本文选用八钢南疆公司上料风机作为案例，介绍如何发现并解决设备故障，并提高了设备检修效率，降低了工人劳动强度。

2 设备简介

八钢南疆公司烧结上料风机机组由电机和风机组成，设备结构分布，如图1所示。电机的型号：YXKK710-8W，转速：745 r/min，额定功率：1600 kW，基础为刚性硬支撑。风机的型号：Y4-7331F，流量：720000 m3/h，全压：5.5 kPa。该机组于2013年投入使用，运行半年后振动幅值逐渐上升，到2014年7月，该机组电机水平振动幅值达到6.1 mm/s，风机的水平方向振动幅值达到5.2 mm/s，已超出设定的报警值。故于7月30日利用定修机会对设备进行现场动平衡校验。

图1 上料风机测点分布图

3 故障分析

3.1 设备振动对比分析

由表1中的振动数据看(采集时间为2014年7月7日)，电机前后测点、风机负荷端水平振动幅值都超出设备正常运行标准（4.5mm/s）。

表1 上料风机检修前各测点振动幅值mm/s

接下来对电机及风机的频谱图分析（见图2~ 5），以此来做出最终故障判断。

3.2 设备频谱及时域波形分析

(1)电机侧

图2 电机负荷端（2H）频谱图

图3 电机负荷端（2H）时域波形

由电机负荷端（2号点）水平方向的频谱图和时域波形可发现，其振动幅值的最大值出现在频率12.5 Hz，为电机转频，其他故障频率不明显；在时域波形中，波形有摩擦现象，从整体趋势看，类似于正弦波形,故诊断为不平衡故障，但电机运行和温度一直相对稳定，转子变形及偏重可能性较小，不易出现不平衡故障。我们接下来对风机进行频谱分析，以进一步确认故障点。

（2）风机侧

图4 风机负荷端（3H）频谱图

图5 风机负荷端（3H）时域波形

同电机侧基本相同，频谱图中出现的故障频率为12.5 Hz，为设备转频，其他倍频不明显，故初步诊断为转子不平衡故障。根据该类型风机相关历史数据及表1中数据，不平衡故障会引起其水平出现较大基频振动，垂直方向和轴向相对较小，这就进一步验证为不平衡故障。

从机组中电机与风机振动看，电机振动相比还偏大，但考虑设备工况和进行现场动平衡校验的可操作性，尤其是风机及电机转子的稳定性，相对而言风机转子更容易出现不平衡故障，故决定以风机负荷侧为基准进行现场动平衡校验。

4 现场动平衡

4.1 现场动平衡原理

现场最常用影响系数法来处理风机转子不平衡故障。在失衡转子的某一相位倩上试加重量Q,测得加重后的振动位移矢量A1,原始振动位移为矢量A0,根据加减前后计算出振动变化矢量M,即矢量M=矢量A1-矢量A0与试加重Q求得影响系数K,去试加重Q后,求得校正矢量P=-矢量A0/K.此方法需要通过计算才能获得校正质量结果。

当现场风机振动异常确认是由于不平衡造成时,我们常用简易矢量图平衡法来解决风机平衡问题。该方法操作简单,准确可靠,在现场应用中取得了良好的效果。具体操作方法如下:

1)启动风机并测量原始振动矢量A,并将此矢量画在极坐标上;

2)安装试配重T,并画出加试配重后产生的振动矢量B;

3)矢量A是原始不平衡产生的振动,矢量B是原始不平衡和试加质量共同作用产生的振动,则由试配重引起的振动为矢量C=矢量B-矢量A。由矢量三角形的法则,在极坐标图上得出矢量C;

4)确定校正质量,为方便分析,将矢量C起点移至坐标原点.为了实现转子的完全平衡,由校正质量矢量W产生的振动矢量,应该与矢量A大小相等,方向相反.振幅与不平衡量成正比,校正质量的大小按照如下方法确定W=A伊T/C;

5)矢量C转向角度θ才能与矢量A方向相反,所以校正质量矢量W也应该以试配重矢量T为基准转动相同的角度,才能消除风机振动.矢量图平衡法原理如图6所示。

图6 矢量图平衡法原理图

4.2 应用矢量图法对烧结上料风机平衡处理

矢量图法通过画出矢量图,再加以简单的计算,直观易懂且准确性高。通过对烧结上料风机的动平衡校验,由于该风机的水平振动较大,我们选用风机的振动测试位置及键相器位置都在风机4#点水平方向。测得的原始振幅(110滋m)和相位倩(176毅)。在键相器位置及振动传感器的位置都保持不变的情况下,加试配重（310g蚁270毅）后开机,测得的振幅(71滋m)和相位倩(131毅)，仪器提示在310毅，加429g。同时通过简易矢量法我们也可算出，相位在310毅，加配重437 g，与仪器提示十分接近，进一步确认了不平衡点相位及偏重大小。最终决定在310毅位置加配重400 g，振动速度值下降到2.0 mm/s以内，已满足设备正常运行条件。校验后的振动幅值如表2所示(采集时间为2014年7月30日)。

表2 上料风机检修后各测点振动幅值

5 结语

通过对设备运行中的振动情况进行跟踪分析，可以确定设备的运行状态，是进行设备零故障管理的一个理论基础，我们在设备的日常维护中采用HY-106C检测仪对运行数据进行采集、分析，从而掌握了机组的实时运行状态；在案例中电机的振动幅值比风机还大，但可以确定为不平衡故障，充分考虑故障发生原因，通过诊断分析以及最终利用华阳HY-106C检测仪和HY-441LP转速表配合进行现场动平衡校验的实施，解决了设备故障，进一步延伸检测仪的应用，最终保障了设备的正常运行。

将数学矢量法和HY-106C检测仪显示的数据进行现场结合，能保证动平衡校验更高效、准确，也有利于对校验原理进行充分理解。同时设备运行及历史检修数据积累是一个十分重要的基础工作。

[1]韩捷,旋转设备故障机理及诊断技术[M].北京：机械工业出版社, 1997.

[2]林英志,设备状态监测与故障诊断技术[M].北京：北京大学出版社,2007.

[3]安胜利,杨黎明,转子现场动平衡技术[M].北京：国防工业出版社，2007.

[4]邵泽波,王海波.风机维修手册[M].北京:机械工业出版社.2010.

[5]高志强,简易矢量图法在现场动平衡的应用[J].风机技术.2013（06）.

Application of HY-106C Detector in Diagnosis and Treatment of Blower Faults

Wu Jing,Xiao Guoliang,Zhong Xuebing

（Bayi Iron and Steel Co.of Baoshan Iron and Steel Group;Urumqi,Xinjiang 830022,China)

HY-106C detector was used to track the operation condition of the air blowers for sinter burden charging during normal system operation.Equipment vibration was analyzed in time domain and frequency spectrum to diagnose the operative faults of motors and fans,and using the field dynamic balancing function of the detectorto treat the imbalance faults of equipment,thus more effectively utilizing the functions of HY-106C to achieve the goal of discovering and solving system faults.

blower;fault diagnosis;field balancing

TM307

B

1006-6764（2014）10-0048-03

2014-08-21

武晶（1984-）,女,2007年毕业于安徽工业大学,助理工程师,现从事设备状态监测工作。