电解铝排烟风机异常振动的分析及排除
摘 要：本文针对电解铝排烟风机异常振动的原因进行了分析、找出故障的原因和部位，指导检修决策，保证了排烟风机的正常运行。
关键词：风机；异常振动；频谱分析；频谱图；
排烟风机是电解铝生产过程中的关键设备，电解铝生产过程中产生的大量含氟、一氧化碳、二氧化硫、灰尘等有毒有害气体通过排烟风机产生负压，经过净化处理后排入大气。我公司4＃排烟风机因振动剧烈，曾多次发生联轴器端轴承座基础破坏性振裂，轴承保持架散架，滚动体脱位、轴承底座开裂、地脚螺栓松动、轴承损坏等故障。本文就4＃排烟风机异常振动的原因进行分析并提出相应对策，对处理同类设备故障有一定的参考价值。
一、机组示意图及参数
图一 排烟风机测点示意图
机组和测点示图如图一所示。电动机型号：Y500-6 功率：450kw 转速：992r/min 风机型号：Y4-73№.20左/右 轴承为：3632调心滚子轴承，电动机通过弹性柱销联轴器与风机联接。
二、振动测试
测点振动数据见表1.
表1 测点振动值 标准≤11.2mm/s
三、故障分析
2003年10月14日，我公司电解4#排烟风机输入端1测点轴承发生异常振动，水平方向振动幅值达8.75 mm/s,轴向振动幅值达9.66 mm/s,明显高于其它测点,较前几个明显增大（见表1）。为了检查轴承是否存在早期疲劳损坏，我们采集了500-3000Hz频谱图，从图上看没出现明显峰值群，表明轴承没有存在早期疲劳损坏，轴承没有问题；检查地脚螺栓也不见松动，轴承振动声音未见异常。
为了准确找出机组产生异常振动的原因和部位，我们采集了机组1测点的振动频谱。轴向的频谱图，如图二a所示，出现了大量的高次谐波，可以看到明显的1～9倍频，与机械松动的特征符合。于是初步认为，异常振动的原因是机械松动所致。于是停机对轴承进行检修，经检查没发现其它问题，只发现轴承游隙稍微有点偏大，但还是在正常范围内，遂将其进行调整为16道，压紧力为9道。10月28日，重新启动风机，测得1测点水平方向振动值为4.09mm/s,轴向振动值为4.40mm/s，振动值有所降低，频谱图如图二b所示。从图上看松动的特征还是存在，只是振动幅值有所降低。两星期后，即11月12日又发现轴向振动值又达到8.13mm/s，从频谱图图二c上可以明显看到2倍频比1倍频明显要大，检修人员认为可能是不对中引起，于是，停机调整对中，紧力减为4道，11月24日启动风机测得振动值如表1 所示，水平方向为5.68mm/s,轴向为9.63mm/s，比调整前还大，测得频谱图如图二d所示，机械松动的特征明显。于是检修人员又对前后轴承间隙进行检查 ，前端轴向加5道垫片，紧力5道，11月28日启动风机，测得水平方向振动值为9.34mm/s轴向为7.45mm/s,振动不但没有降下来反而更高，频谱图如图二e所示，于是又撤掉紧力和垫片，重新找对中，12月8日，启动风机，振动值还是没有降下来，水平方向仍然为8.23mm/s,轴向仍为8.52mm/s，频谱图如图二f所示。
导致风机异常振动的根本原因还是没有找到，从频谱图上，机械松动的特征很明显，4倍频处有明显的峰值，说明轴承本身都存在松动，但导致松动的原因是什么呢？
为了搞清楚产生异常振动的原因和部位，我们对这段时间所采集的水平方向频谱图进行分析。如下表2所示。
从表2和2003年10月14日至12月8日这段时间水平方向基频处能量分布及频谱图图三b至g着手分析，可以看出，基频处的能量最大，峰值最高，尤其是10月14日、11月12日，基频占总振动幅值的比率已达80％以上，风机异常振动的根本原因应该是风机叶轮不平衡造成的，叶轮局部磨损、脱落、碎块飞出等是造成叶轮不平衡的根源。不平衡导致了机械松动、不对中等问题。该风机1994年9月1日投入使用，到目前已运行9年多了，从未对风机进行解体检查。于是我们决定电解4＃排烟风机进行解体检修，经检查发现4＃风机叶轮叶片有裂纹、有5处脱焊，叶片长期受到氧化铝粉的冲刷，已明显磨损，有2处已磨穿；轴承没有疲劳损坏，径向游隙为16道，属正常范围内。更换风机叶轮后，2004年元15日，重新启动风机试车，测得振动值如表1所示，振动正常，振动值已降为2.6mm/s，基频已消失如图三h 所示。
四、结束语
1、排烟风机的机械故障与其振动频谱特征没不存在简单的一一对应关系，一种故障可能对多种频谱，应从设备各部位的运行状态及设备的运行历史情况来综合分析，才能精确地诊断出设备故障的原因和部。
2、当风振动异常时，必须找出振动的直原因，并采取针对性的检修措施。
3、对排烟风机进行状监测，可以及时掌握设备的技术状况，及时发现故障隐患，指导维修决策，同时将设备检修对生产所造成的影响控制在最低范围内，其所产生的直接和间接经济效益是显而易见的。