RH801頻譜分析技術(shù)在羅茨風(fēng)機(jī)振動檢測中的應(yīng)用

郭彩玲

（青海綠電電力運(yùn)維技術(shù)有限公司，青海西寧 810108）

0 引言

炭素廠焙燒工序的5臺羅茨風(fēng)機(jī)是焙燒多功能天車吸卸料系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，通過羅茨風(fēng)機(jī)形成負(fù)壓，將焙燒爐內(nèi)填充料吸到料倉，同時(shí)在焙燒爐裝炭塊時(shí)，又將料倉中的填充料再次覆蓋到炭塊上。2016年10月，新安裝1臺羅茨風(fēng)機(jī)（大修的風(fēng)機(jī)），試運(yùn)行時(shí)振動很大。針對風(fēng)機(jī)振動現(xiàn)狀，停機(jī)對羅茨風(fēng)機(jī)、電機(jī)地腳螺栓緊固、調(diào)整，并對聯(lián)軸器進(jìn)行找正，風(fēng)機(jī)的振動不但沒有減小，而且有增大趨勢。為了查明風(fēng)機(jī)振動大的原因，盡快消除風(fēng)機(jī)振動隱患，恢復(fù)風(fēng)機(jī)正常生產(chǎn)，使用上海容知測控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的RH801精密頻譜儀，對羅茨風(fēng)機(jī)的電機(jī)、風(fēng)機(jī)進(jìn)行振動檢測，并使用軟件提供的趨勢、頻譜等工具，對各測點(diǎn)的故障特征信息進(jìn)行分析，查明了造成羅茨風(fēng)機(jī)振動異常的原因，為設(shè)備的檢修提供了數(shù)據(jù)支持。

1 羅茨風(fēng)機(jī)現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試

1.1 羅茨風(fēng)機(jī)主要參數(shù)及測點(diǎn)布置（圖1）

主要參數(shù)：電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1487 r/min，電機(jī)功率P=250 kW，風(fēng)機(jī)型號SNH8110.3，軸的基頻fr≈25 Hz。聯(lián)軸器為彈性銷軸類型。

圖1 羅茨風(fēng)機(jī)測點(diǎn)布置

1.2 羅茨風(fēng)機(jī)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集

設(shè)備的振動具有加速度、速度和位移等3個(gè)描述參量。因此基于振動的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)地可分為加速度標(biāo)準(zhǔn)、速度標(biāo)準(zhǔn)和位移標(biāo)準(zhǔn)等3大類。普通設(shè)備的振動頻率一般在（0～1000）Hz，利用振動速度有效值（Vrms）來衡量分析振動最為準(zhǔn)確，羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)軸的基頻約25 Hz，利用Vrms來測量。2016年10月27日，依照圖1布置測點(diǎn)，利用RH801頻譜分析儀，對每個(gè)測點(diǎn)的垂直方向（V）、水平方向（H）、軸向（A）的振動速度進(jìn)行測試，在基頻25 Hz振動數(shù)據(jù)見表1。

表1 風(fēng)機(jī)振動有效值 2016年10月27日測

2 羅茨風(fēng)機(jī)振動原因分析

按照國際振動標(biāo)準(zhǔn)ISO 2372—1974，羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)功率250 kW，振動應(yīng)依照第三類標(biāo)準(zhǔn)判定，表2為羅茨風(fēng)機(jī)振動衡量標(biāo)準(zhǔn)。振動值≤1.8 mm/s時(shí)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行良好；振動值在（1.8～4.5）mm/s時(shí)，容許；振動值在（4.5～11.2）mm/s時(shí)，可忍耐；振動值＞11.2 m/s時(shí)，設(shè)備無法運(yùn)行，必須停機(jī)檢查，否則會出現(xiàn)嚴(yán)重設(shè)備事故。

表2 羅茨風(fēng)機(jī)振動衡量標(biāo)準(zhǔn)

由表2知，表1測點(diǎn)F1和F3的實(shí)測振動速度嚴(yán)重超標(biāo)，超出國際標(biāo)準(zhǔn)容許要求，運(yùn)行狀況很差，而且水平方向振動值最大，設(shè)備無法生產(chǎn)。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，利用RH801頻譜分析儀，對羅茨風(fēng)機(jī)振動的波形及頻譜進(jìn)行分析。

風(fēng)機(jī)類旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行中振動的原因主要包括不平衡、不對中、松動及軸承故障。從頻譜組成看，不平衡主要體現(xiàn)為徑向基頻振動；不對中主要體現(xiàn)為徑向的2倍頻和軸向的1倍頻、2倍頻振動；而松動主要體現(xiàn)為徑向（特別是垂直方向）振動大，除基頻分量外，還有很大的倍頻分量，特別是3～10倍頻，軸承故障引起的振動主要體現(xiàn)為高頻振動，同時(shí)還體現(xiàn)在軸承各部件的固有頻率。利用RH801頻譜分析儀采集的羅茨風(fēng)機(jī)F1點(diǎn)的3個(gè)方向（垂直V、水平 H、軸向 A）的速度波形（2-1k），如圖2～圖4所示，限于篇幅，其他測點(diǎn)圖形略。從頻譜圖上看，振動頻率均以基頻信號（25 Hz）為主要特征，伴隨有2和3階頻率成分，數(shù)值很小，高頻成分沒有。

圖2 羅茨風(fēng)機(jī)F1測點(diǎn)軸向的振動值

圖3 羅茨風(fēng)機(jī)F1測點(diǎn)水平方向的振動值

圖4 羅茨風(fēng)機(jī)F1測點(diǎn)垂直方向的振動值

從圖2～圖4曲線觀察及數(shù)據(jù)對比，羅茨風(fēng)機(jī)軸承振動以25 Hz基頻最大，無高頻振動成分，并且振動以基頻為主，依據(jù)上述風(fēng)機(jī)類旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行中振動的原因分類來看，葉輪存在不平衡的可能很大，雖說垂直方向振動值也超標(biāo)，但在前期多次對風(fēng)機(jī)和電機(jī)底腳固定螺栓進(jìn)行緊固，可以排除底腳固定螺栓松動引起振動的主要原因。

3 羅茨風(fēng)機(jī)振動處理

聯(lián)系修理廠家技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)，對存在的問題進(jìn)行分析，認(rèn)為風(fēng)機(jī)振動確實(shí)是葉輪不平衡引起的。將風(fēng)機(jī)返回原修理廠家后解體檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪腔內(nèi)進(jìn)入大量粉料，運(yùn)行時(shí)引起風(fēng)機(jī)不平衡。廠家修理人員對集料處理干凈后，再次進(jìn)行動平衡試驗(yàn)，羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。重新安裝在多功能天車上再次試車，上述各測點(diǎn)的振動值大幅降低（檢測振動數(shù)據(jù)見表3），振動值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。

表3 風(fēng)機(jī)振動有效值

4 結(jié)束語

通過應(yīng)用RH801頻譜監(jiān)測診斷技術(shù)，很好地解決了焙燒多功能天車吸料系統(tǒng)中羅茨風(fēng)機(jī)的振動問題，確保設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。頻譜分析是設(shè)備故障診斷中用的最廣泛的信號處理方法，科學(xué)、先進(jìn)，判斷準(zhǔn)確，通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測和數(shù)據(jù)分析，為設(shè)備的預(yù)知維修提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，通過理論和實(shí)踐的結(jié)合，不斷提高了點(diǎn)檢人員的業(yè)務(wù)技能和設(shè)備故障判斷的水平。