電解鋁排煙風機異常振動的分析及排除
摘 要：本文針對電解鋁排煙風機異常振動的原因進行了分析、找出故障的原因和部位，指導檢修決策，保證了排煙風機的正常運行。
關鍵詞：風機；異常振動；頻譜分析；頻譜圖；
排煙風機是電解鋁生產過程中的關鍵設備，電解鋁生產過程中產生的大量含氟、一氧化碳、二氧化硫、灰塵等有毒有害氣體通過排煙風機產生負壓，經過凈化處理后排入大氣。我公司4＃排煙風機因振動劇烈，曾多次發生聯軸器端軸承座基礎破壞性振裂，軸承保持架散架，滾動體脫位、軸承底座開裂、地腳螺栓松動、軸承損壞等故障。本文就4＃排煙風機異常振動的原因進行分析并提出相應對策，對處理同類設備故障有一定的參考價值。
一、機組示意圖及參數
圖一 排煙風機測點示意圖
機組和測點示圖如圖一所示。電動機型號：Y500-6 功率：450kw 轉速：992r/min 風機型號：Y4-73№.20左/右 軸承為：3632調心滾子軸承，電動機通過彈性柱銷聯軸器與風機聯接。
二、振動測試
測點振動數據見表1.
表1 測點振動值 標準≤11.2mm/s
三、故障分析
2003年10月14日，我公司電解4#排煙風機輸入端1測點軸承發生異常振動，水平方向振動幅值達8.75 mm/s,軸向振動幅值達9.66 mm/s,明顯高于其它測點,較前幾個明顯增大（見表1）。為了檢查軸承是否存在早期疲勞損壞，我們采集了500-3000Hz頻譜圖，從圖上看沒出現明顯峰值群，表明軸承沒有存在早期疲勞損壞，軸承沒有問題；檢查地腳螺栓也不見松動，軸承振動聲音未見異常。
為了準確找出機組產生異常振動的原因和部位，我們采集了機組1測點的振動頻譜。軸向的頻譜圖，如圖二a所示，出現了大量的高次諧波，可以看到明顯的1～9倍頻，與機械松動的特征符合。于是初步認為，異常振動的原因是機械松動所致。于是停機對軸承進行檢修，經檢查沒發現其它問題，只發現軸承游隙稍微有點偏大，但還是在正常范圍內，遂將其進行調整為16道，壓緊力為9道。10月28日，重新啟動風機，測得1測點水平方向振動值為4.09mm/s,軸向振動值為4.40mm/s，振動值有所降低，頻譜圖如圖二b所示。從圖上看松動的特征還是存在，只是振動幅值有所降低。兩星期后，即11月12日又發現軸向振動值又達到8.13mm/s，從頻譜圖圖二c上可以明顯看到2倍頻比1倍頻明顯要大，檢修人員認為可能是不對中引起，于是，停機調整對中，緊力減為4道，11月24日啟動風機測得振動值如表1 所示，水平方向為5.68mm/s,軸向為9.63mm/s，比調整前還大，測得頻譜圖如圖二d所示，機械松動的特征明顯。于是檢修人員又對前后軸承間隙進行檢查 ，前端軸向加5道墊片，緊力5道，11月28日啟動風機，測得水平方向振動值為9.34mm/s軸向為7.45mm/s,振動不但沒有降下來反而更高，頻譜圖如圖二e所示，于是又撤掉緊力和墊片，重新找對中，12月8日，啟動風機，振動值還是沒有降下來，水平方向仍然為8.23mm/s,軸向仍為8.52mm/s，頻譜圖如圖二f所示。
導致風機異常振動的根本原因還是沒有找到，從頻譜圖上，機械松動的特征很明顯，4倍頻處有明顯的峰值，說明軸承本身都存在松動，但導致松動的原因是什么呢？
為了搞清楚產生異常振動的原因和部位，我們對這段時間所采集的水平方向頻譜圖進行分析。如下表2所示。
從表2和2003年10月14日至12月8日這段時間水平方向基頻處能量分布及頻譜圖圖三b至g著手分析，可以看出，基頻處的能量最大，峰值最高，尤其是10月14日、11月12日，基頻占總振動幅值的比率已達80％以上，風機異常振動的根本原因應該是風機葉輪不平衡造成的，葉輪局部磨損、脫落、碎塊飛出等是造成葉輪不平衡的根源。不平衡導致了機械松動、不對中等問題。該風機1994年9月1日投入使用，到目前已運行9年多了，從未對風機進行解體檢查。于是我們決定電解4＃排煙風機進行解體檢修，經檢查發現4＃風機葉輪葉片有裂紋、有5處脫焊，葉片長期受到氧化鋁粉的沖刷，已明顯磨損，有2處已磨穿；軸承沒有疲勞損壞，徑向游隙為16道，屬正常范圍內。更換風機葉輪后，2004年元15日，重新啟動風機試車，測得振動值如表1所示，振動正常，振動值已降為2.6mm/s，基頻已消失如圖三h 所示。
四、結束語
1、排煙風機的機械故障與其振動頻譜特征沒不存在簡單的一一對應關系，一種故障可能對多種頻譜，應從設備各部位的運行狀態及設備的運行歷史情況來綜合分析，才能精確地診斷出設備故障的原因和部。
2、當風振動異常時，必須找出振動的直原因，并采取針對性的檢修措施。
3、對排煙風機進行狀監測，可以及時掌握設備的技術狀況，及時發現故障隱患，指導維修決策，同時將設備檢修對生產所造成的影響控制在最低范圍內，其所產生的直接和間接經濟效益是顯而易見的。