锅炉引风机振动数据的采集与分析--ayx体育(中国)有限公司官网-ayx体育(中国)有限公司官网

王少慧

利用 CSI2120 振动数据采集仪对振动较大的锅炉引风机进行振动数据采集。认为较大的振动是由风机外侧轴承故障引起，停机检修发现为典型轴承故障，更换新轴承后，设备运行恢复正常。

关键词 锅炉引风机 轴承 振动 频谱分析 故障诊断

我公司在对某热电分公司进行售后回访时发现 该公司使用的 锅炉引风机振动较大，采用 CSI 2120 测振仪进行了振动数据采集，通过各测量点的时域波形及频谱图特征，对该引风机进行振动故障分析诊断。

一、设备主要参数及测点布置

风机型号 Y4-73-11 N0.22F 设计能力 230150m3/h 引风压力 2491Pa 电动机型号 YKK450-8WF1 功率 280kW 转速 7300r/min 测点布置如图 1 所示。

 

二、振动分析

电机内、外侧及风机内侧各测点的振动值均在正常范围之内，分析振动数据时所依据的国际振动规范 ISO2372 从各测点的总体情况来看。而风机外侧振动值较大。具体表示是轴向测点的振动速度值超报警线，而且时域波形中的冲击较大，风机外测水平和垂直两径向测点的振动速度值虽然未超标，但时域波形中同样显示有冲击信号，基于以上情况，就把分析的重点放在风机外侧测点的 3 个方向上。

1 ．滚动轴承基本故障频率的计算

共有滚子 30 个，风机外侧轴承型号是 3632 旧的轴承代号）对应新的轴承代号是 SKF22332C 属双列调心滚子轴承。每列 15 个。可以根据公式计算出轴承故障频率。

坚持架故障频率：

内圈故障频率：

外圈故障频率：

滚子转动频率：

式中  f 一一每秒的转速

d 滚子直径

N 一一滚子数

Dp 轴承节圆直径

α一一接触角

2 ．轴承基本故障频率在故障诊断中的作用

进行故障诊断时，计算出轴承故障频率后。如果频谱图中的缺陷频率与上述某一个故障频率相接近或重合，就可以判断在该元件上可能存在相应故障，与故障频率接近或重合的缺陷频率峰值数越多就说明该元件存在故障可能性越大。

3 ．风机外侧测点水平方向（ 4H

该处频率为 109.89Hz 与轴承内圈故障频率 107.5Hz 仅相差 2.49Hz 并另有峰值与轴承内圈故障频率接近，图 2 引风机外侧测点 4 水平方向的频谱图（图中 F 虚线为轴承内圈故障频率）从图中可以看到最高峰值为 2.043mm/ 未超过国际振动标准。虽然振动幅值没有超标，但在 1000Hz 数据采集频段内具有宽频能量。

 

图中显示信号有冲击，图 3 风机外侧测点 4 水平方向的时域波形图。有两个峰值超故障线。

 

4 ．风机外侧测点垂直方向（ 4V

图中有 6 个峰值，图 4 风机外侧测点 4 垂直方向的频谱图。其频率均与轴承内圈故障频率（ BPFI 倍频相接近。同图 2 一样，这些峰值水平并不高，最高峰值只有 1.982mm/ 但一直到 l 000Hz 范围内都有低幅值的宽频能量出现。

图中显示信号有冲击，图 5 风机外侧测点 4 垂直方向的时域波形图。有 25 个峰值超故障线。

 

5 ．风机外侧测点轴向（ 4A

最高振动峰值达到 9.47mm/ 已超过国际振动标准，图 6 风机外侧测点 4 轴向的频谱图。主要峰值集中在 0~360Hz 之间， 360~1000Hz 间为均匀的地毯波。 1000Hz 频段内有 3 个峰值，其频率均与轴承滚柱内圈故障频率的倍频相接近。

 

图中显示信号较杂乱并有强烈冲击，图 7 风机外侧测点 4 轴向的时域波形图。波形明显超报警线和故障线。

 

三、综合分析结果

测点 4H 频谱最大峰值是 2.043mm/ 4V 频谱中最大峰值是 1.982mm/ 都在正常范围内，综合以上测点 4 3 个方向的频谱图来看。但时域图中均显示有冲击，并且垂直方向上的冲击要大于水平方向；测点 4A 振动速度值最大为 9.47mm/ 已超振动标准，并且时域图中的冲击很大。从 4H 4V 4A 3 个方向频谱峰值与轴承故障频率对照的情况来看，轴承 4 个故障频率中轴承内圈故障频率与实际缺陷频谱峰值最为接近。由此诊断结论是引风机外侧轴承故障，且内圈故障的可能性要大于外圈、坚持架和滚动体。

四、现场检修情况

拆下外侧轴承，2 月 28 日对引风机进行检修。发现轴承坚持架情况良好，两个滚子表面有明显点蚀，轴承外圈存在点蚀，轴承内圈有严重磨蚀，实际情况与故障诊断结果相符。

再次对引风机进行振动数据采集，更换新轴承后的第二天。现场明显感觉噪声较小。图 8 3 月 2 日采集的风机外侧测点 4 水平方向的振动频谱图和时域波形图。

这可能是新品轴承在制造过程中的一些缺陷（如表面的小毛刺等）所致，从图 8 中可以看到该点频谱图中的最大幅值仅 0.349mm/ 频谱稍微有些散乱。时域波形也在正常范围内，这次采集的数据可以作为以后对该设备进行故障诊断的对比依据。

 

五、总结

采用了多种诊断方式相结合的方法。 对 9# 锅炉引风机进行故障诊断的全过程中。

充分发挥这两种诊断参数各自的优点， 1 频谱和时域波形的分析中使用了有量纲参数与无量纲参数相结合的方法。互相取长补短，不以单一频谱参数来轻言结论。

所以在参考轴承故障频率的同时也不过分强调故障频率与故障的对应关系。 2 由于理论计算值与实际情况存在偏差。