【恩普特故障案例】某钢厂制氧厂电机故障
设备概况
2010年09月17日,某钢厂制氧厂一台冷却风机在运行过程中机组振动较大,严重影响生产。厂方希望对机组振动进行测试、分析,找出故障原因。
机组结构简图如图1。
电机转速为1480rpm,额定功率160KW。
根据现场实际情况,使用吸附式速度传感器对电机输出端径向和轴向振动、风机的径向振动、电机的安装基础振动分别进行了测量。
采集参数设置为:自由采集,采样长度1024,采样频率789Hz,传感器选用速度传感器磁座安装,测试仪器为恩普特精密分析仪PDES-E。
故障现场描述
现场测试情况如下:
电机输出端水平、竖直和轴向的波形频谱图:
图2电机输出端水平方向波形频谱图
图3 电机输出端竖直方向波形频谱图
图4 电机输出端轴向波形频谱图
图6 电机基础振动波形频谱图
① 电机两端振动均超出振动标准,电机输出端水平方向振动为5.4mm/s,竖直方向振动为8.1mm/s,轴向振动达到7.1mm/s,振动信号以工频(24.67Hz)为主。
② 电机基础水平方向振动为0.8mm/s,竖直方向为2.5mm/s,其竖直方向的振动大于水平方向的振动,其振动频率24.67Hz,为电机旋转频率。可见基础的振动是由电机的振动而引起。
③ 对风机座用传感器测其相互垂直的两个方向振动,发现其径向振动分别为2.2mm/s和2.4mm/s,风机振动明显弱于电机振动。
故障结论
由以上分析,振动的振源主要是电机的振动,电机振动以一倍频为主且没有其它高频成份存在,排除电机轴承的问题,故障的原因可能是电机转子存在平衡问题如热弯曲变形、质量分布不均匀、转子构件结构缺损或结垢等问题。明显的一倍频分量和较大的轴向振动是轴弯曲的主要振动特征。
最后厂方决定整体更换电动机。更换电机后,测量电机输出轴端的振动波形频谱图如图7、图8所示:
图7 更换电机后的输出端水平方向频谱
从测量图像和数据可以看出,此时电机水平方向振动为0.07mm/s,竖直方向振动为1.5mm/s。远远小于更换电机前的振动值,并且已经小于允许振动值范围内,可以满足正常生产。很好的验证了以上的分析。
产生影响
本案例为恩普特专家诊断案例。恩普特专家诊断结果为电机轴弯曲故障,建议停车维修。现场人员听从建议后,更换了电机,振动大幅减小,机组得以正常运行。