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1、某烟机叶片断裂案例分析叶片断裂是大型旋转机械中典型的不平衡类故障，同时也是会给机组带来非常严重后果的故障之一。今天就和你共同分析一个烟机机组发生叶片断裂的案 例。通过这个案例，希望可以帮助你在以后的工作中，对解决烟机的问题提供一份 借鉴和参考。第一部分机组设备概述首先我们一起来看一下设备的基本情况。在对故障分析前，我们必须了解诊断 的客观对象的基本状况。就好比医生给病人看病，首先一定要了解清楚病人的 性别、年龄、病史等基本特征，然后才能对病情做进一步判断。这套机组是一家炼化厂的主要设备，由电机、齿轮箱、主风机和烟机组成。图1在这里科普一个小知识点：烟气轮机是炼厂催化裂化装置核心机组一一主风机机
2、组的关键设备，它的作用是回收高温烟气能量，所以它的运行质量的好坏，不仅关系到装置能耗的高低，而且还影响到装置能否正常生产。今天要讲的这台烟机，它的主要参数有:2400r/min ,径向轴承工作转速：5865r/min ,工作介质：烟气，转向为顺时针，临界转速为可倾瓦轴承，止推轴承是金斯伯雷轴承，轴端密封采用的是梳齿密封，轴振动报警值为80微米，联锁值是100微米。第二部分：描述故障现象这台烟机从开机到 2018年5月17号的11点零分41秒之前，一直运行平稳，振动最大值不超过45微米，也没有出现波动的情况。11点零分41秒开始，4秒钟之内，烟机 4个通道的振动值突然上升，最大值达到了360微米
3、，达到了满量程。出现这样的振动突变，而且振动达到了300多微米，情况是非常严重的，必须尽快找到问题所在。那么在这 4秒钟之内，机组到底发生了什么呢？是什么原因引起的呢？该怎么样去解决呢？我们一起进行下一步分析。图2烟机振动趋势图第三部分：分析过程在这次故障中，烟机的 4个通道在11点零分41秒之前都是非常平稳的，在 4秒之内4个通道振动突然上升至 360微米，引发了联锁停车，用户在现场很着急，必须立刻进行分析处理，要不然振动这么高，会进一步破坏转子和隔板等其他相关部件。用户也不知道继续尝试开机，还是应该立即解体检修。如果你已经具备了多年的烟机操作经验，如果你对在线状态监测系统的使用非常熟悉，那
4、 么可能你自己已经有了初步的结论了。 如果你更注重逻辑的严密性，并且注重故障诊断的能力养成，那么我们按照标准步骤继续 向下分析。首先，遇见振动跳变，尤其是大幅跳变，要排查仪表系统的问题，是不是仪表系统误动作造成的呢？打电话联系用户现场，仪表相关人员进行了紧急排查。应该说这种情况下，现场仪表排查工作也是迅速的，没有发现仪表系统的问题。同时通过观察在线状态监测系统的 GAP电压趋势，也说明仪表系统没有问题，采集到的信号是真实的。排除了仪表系统的问题，还需要排查是不是工艺系统波动造成的。因为这台机组安装的在 线状态监测系统中没有接入工艺量参数，所以没法直接判断工艺系统的变化对振动的影响 以及相关性。
5、通过电话与用户现场进行联系，确认工艺系统是否进行了调整？用户也比较着急，立刻查看了历史数据，发现这段时间烟机的进气压力、温度、流量等参数都没有发生变化，主风机参数也没有发生变化，生产负荷没有发生变化。这说明振动的这种突变与工艺系统没有直接的关联，排除了工艺操作对振动的影响。排除了仪表和工艺系统的问题后，那就说明设备本身出现了严重的问题。打开在线状态监测系统，首先查看趋势图，趋势图包括通频趋势图、GAP电压趋势图、1倍频趋势图、2倍频趋势图和0.5倍频趋势图。这是最直接的，也是首先想到的。正如图 2所显示的那样，烟机 4个通道同时发生了大的变化。再通过图谱分析，振动突变之前和之后，能量变化主要为
6、工频，也就是1倍频，对应的相位也发生了变化，如图 3、图4、图5所示。说明转子的质量中心发生了很大的转移，转子的平衡性发生了不可逆转的变化。（关于怎么从相位变化推导出质量中心发生了转移，我们会在另一门专栏课故障诊断基础知识中为大家进行讲解。今天先知道这个关系就可以了。）IK 17 1149 图3烟机1X趋势图图4烟机1X相位趋势图图5跳变后的波形频谱图由于转子平衡性改变而出现这么大的振动突变，对应着叶片断裂、异物进入、垢层脱落这 三种可能性。根据烟机工作特点，管道系统是不变的，而且根据行业经验，异物进入的可 能性比较小。那就可能为叶片断裂或者垢层脱落。我们通过现场人员了解到，振动突变后，烟机流
7、量产生了一些变化，说明流道出现了问题，很大可能是叶片断裂。第四部分：初步结论和建议通过以上的分析，你应该也有了结论。烟机4通道同时发生振值跳变，排除了信号处理系统和工艺系统的因素，可能有3种可能：叶片断裂、异物进入和结垢。烟机的工作特点决定了，发生异物进入的情况可能性非常小；又由流量变化，推导出叶片断裂的可能性非常大；这个时候即便不考虑结垢的可能性，我们也强烈建议用户马上进行 工艺处理，然后检修。所以我们在11点02分41秒给用户打了电话，建议他们马上将烟机解体进行检查。从发生故障到告知客户，前后仅用了2分钟。第五部分：结论验证也就是在5月17号白1 11点20分，机组停车结束，进行工艺处理，之后打开烟机，发现 叶片断裂一个。第六部分：归纳总结通过这个案例的分析，我们知道，机组振值的突然跳变有三种可能：叶片断裂、异物进入 和垢层脱落。它们的故障机理和动平衡故障是相同的，主要特征有三条：1 .振动的通频振幅在瞬间突然变化；2 .振动的特征频率是转子的工作频率；3 .工频振动的相位也会发生突变。如果你在以后的工作中也遇到了类似的现象，可以从上述3个方向进行分析。另外还需要注意的一点是：叶片断裂很多时侯会造成振动的突然上升，但有时会出现振动 的突然下降，那也是很危险的。出现这样的情况也必须立刻停车，进行检修。图6现场照片