炼钢一次除尘风机振动原因分析及控制措施

简单

广西钢铁集团有限公司 广西防港城 538000

在炼钢转炉吹炼过程中，一次除尘风机做为炼钢重要工艺设备，其主要作用是用于煤气烟尘的吸离回收，主要介质为一氧化碳、氧化铁皮、污泥颗粒等。由于工作环境相对恶劣，风机在运行过程中容易发生振动增大的问题，需要停机进行在线动平衡处理，及时找出风机振动的根本原因并进行处理，对炼钢的顺利生产具有极其重要的作用和意义[1]。

1 一次除尘风机运行特点

1.1 主要技术参数

某公司现有2台一次除尘风机，一用一备。1#风机电机为高压变频器控制，2#风机电机为调速型液力偶合器控制，型号为YOTC800B、1800kW、额定输入转速1500r／min、转差率≤3%、调速范围为输入转速×（0.20—0.9），2台电机均为YB710—4、10kV.功率为1600kW，转速为1450r／min。

1.2 使用情况

1#、2#风机从2005年9月投入使用，回收烟气时风机转速在1110r／min，转速由炉口微差压系统的信号对喉口开度调节、自动控制，以保证烟气回收期烟罩内压力控制在3.25-3.75kPa，非回收期转速为408r／min。

1.3 一次除尘风机运行特点

一次除尘风机运行周期为2-4个月。

第一个阶段：振动值在1.5mm／s以下，2个月以后缓慢均匀增加，正常期限为2-3个月。

第二个阶段：振动值在1.5-2.5mm／s时间为1个月左右。

第三个阶段：振动值在2.5-4mm／s，危险期，因振动过大，支撑的刚度、油膜、轴瓦等已达极限，不稳定程度增加，一般不允许在此期间运行，达到4mm／s，风机系统自动跳机停止运行。

2 故障现象

目前公司共有1#、2#、3#三台一次除尘风机，由于除尘风机工作环境恶劣，公司原则上每冶炼3000炉安排一次常规检修，检修后风机及电机振动均能保持在2.0mm/s以下。其中1#风机运行一直稳定，未发生大的振动故障。但是在2013年6月份该风机经过常规检修后不到两星期，风机电机后轴①位置水平振动幅值逐渐增大，最大至7.0mm/s，被迫再次停机进行动平衡检修，而开机后在两星期左右，电机后轴水平振动再次增大至报警值。通过采取反复动平衡、更换电机、更换风机转子等措施，治理效果不明显，每次检修开机后的1个月内电机后轴水平振动依然逐渐增加，故障现象没有消除。风机的结构原理图及测点图如图1。

图1 机组结构及测点布置图①-⑥为振动测量点位置

3 原因分析

从表面上看主要问题在电机，因为对电机进行振动频谱分析时，发现谱图中一倍频分量十分突出，而风机侧振动良好，电机表现为转子不平衡故障。经检查，电机电压、电流等运行参数非常稳定，先排除了磁力对中等电气原因引起的设备故障，后确定为电机转子缺陷，然而更换新电机后，振动故障和前期基本一致[2]。

由于更换的新电机在上线前进行了测试，运行良好，上线后电机后轴水平振动却逐渐增大，经研究判断可能是风机机组整体轴系存在不平衡。因此组织对风机机组整体轴系进行了动平衡检测调整，电机振动明显下降，水平垂直及轴向振动幅值均在2.0mm/s以下，但是随后几天电机的后轴水平振动逐渐上升，三周后水平振动值再次升至7.0mm/s，频谱表现依然是一倍频突出。由此可以得出风机机组整体轴系存在问题的判断也是错误的。

对于风机转子做动平衡后，电机振动有所下降，但后来振动不断上升的原因，作为一个整体轴系来分析，电机的后轴基础存在共振，因此对振动相对敏感，在风机上进行动平衡调试，可以降低整个轴系的振动失衡量，造成振动减小；但是由于转子工作环境相对较差，转子动平衡稍有变化，由于共振的激励作用会在电机的后轴端得到放大。

4 治理措施

4.1 防止叶片磨损的措施

由于OG法系统的局限性，要做到叶片工作面完全避免接触烟气尘粒是不可能的，为降低磨损对动平衡的影响只有从叶轮本身出发去解决。提高工作面耐磨性能是主要方法，在每个流道的工作面山通过手工堆焊的方法，预先制作出高强度的耐磨层，对叶轮流到逐个进行检查，出现磨损迹象的及时进行修补，然后再校验动平衡。

4.2 叶轮粘灰控制

原有的叶轮喷水清灰装置，对叶轮表面及工作面粘灰的控制作用比较明显，而对于非工作面粘灰控制效果不佳。由绝对速度V=Ω+W知，要使喷水有效地作用于叶片的非作用面上，速度W与速度Ω之间的夹角a应大于50°。由此可知，通过调整喷嘴角度实现喷水清灰效果最大化[3]。

5 结语

随着管理的规范、运行的精心维护、高效高质量的检修、利用仪表监测系统数据的积累，转炉炼钢一次除尘风机运行可靠性、安全性、准确性、监测精度、监测系统抗干扰能力、运行周期均大大提高，为转炉高效生产和烟气的正常回收提供了强有力的保障。