硫酸风机运行在复杂环境内，作为化工生产过程中的重要设备，也是化工厂回收冶炼厂烟气的关键设备，是生产化工厂生产硫酸的重点设备。如果设备因为故障导致生产存在问题，将会直接影响到冶炼厂和化工厂的生产，将会导致所在区域内控制质量的下降。作为生产系统中重要的设备，为保证生产经营效益，保证化工冶炼行业生产的要求，如果出现故障将无法保证系统的正常生产。传统的检测方式难以满足当前风机的具体故障，因此在实际运用中需要使用振动监测、故障诊断技术，掌握系统运行情况及时发现系统存在的问题。
振动故障诊断意义
新时期故障诊断技术不断发展，深追原因，主要是科技与生产力的高速发展，让设备工作强度不断增大，生产效率与自动化程度越来越高，大型二氧化硫风机运行在复杂的环境中，设备越发复杂，部件之间的联系越来越密切，往往细微之处的故障就会导致整个设备的损坏，甚至造成严重的危害事故。在目前国际上著名的风机振动事故中，核电站泄漏、农药厂毒气泄露等事故，这些事故不仅仅造成巨大的经济损失，甚至在很大程度上危害人员，造成人身伤亡。由此可见诊断技术具备显著的意义，部分事故还造成巨大的经济损失和人员伤亡[1]。故障诊断技术最明显的地方在于带来显著的经济效益，表现在配置故障诊断系统可以减少生产企业事故发生故障的概率，同时企业可在这个过程中获得巨大的经济效益与社会效益，这对传统的定时维修体制，配置故障诊断系统可做到根据诊断结果来确定是否需要维修，这以过程节省了大量的维修费用，对现代社会发展起到积极作用。
二氧化硫风机振动故障事故
某化工厂硫酸风机是该厂重要的生产设备与处理设备，经过检测发现硫酸风机检修前，振动速度达到7.4mm/s，该设备的报警值为8.0mm/s，因此管理人员要求停机检查。停机检查后发现叶轮严重积垢，对处理后的叶轮重新在平衡机上进行动平衡，清理之后对设备进行重新安装，对转子临界转速进行测试，对设备运行情况做出评估，针对存在问题提出建议。
风机参数与布置
该化工厂风机为离心式鼓风机，风机为悬臂式转子，主要部件由风机、液力耦合器调速、增速箱、转子等组成。在系统各个轴承座 位置做好测点，测点分布在电机、液力耦合器、增速器、轴承、风机、风机外壳两侧。风机转子最高转速为2980Pm，同时调速范围为1500~2980。转子质量为3700kg，叶轮叶片数量为12片，工作介质为二氧化硫气体。风机的电机功率检测为3276KW，测量转速为1490rpm，静态下使用锤击法锤击测试叶轮叶片、口环、立盘、平台的自振频率。在静态激烈测试的频谱中读出各个部位的固有频率表，具体数据如下表：
表1 叶轮固定频率
通过上表可看出，叶片的一阶与二阶固有频率分别为625、1000HZ，口环的一阶与二阶频率如上表，可看出工作期间内的工作频率均高于50HZddd，因此在工作频率下不会产生共振[2]。根据平台实际情况来看，频率的固有频率为42.5~50，接近工作频率，因此风机在工作状态下，平台由共振或者是拍频共振的现象发生。
技术人员进行风机测试来来看，当风机转速达到2700rpm的时候，再次测量系统参数，从测量数值来看，风机总体振动不大，某测点振动速度有效值为0.68mm/s，但是此时油温偏高。但是生产现场不具备全速工作条件，因此在2980rpm状态的振动下在条件允许的情况下进行全面测试，因此使用动态信号分析仪测量该点目标在转速2700rpm状态下的动态谱图、降速谱图，发现风机振动以 风机叶轮转子转速的1、2 倍数为主，在振动频率上明显二倍更多，明显高于一倍，显然转子存在明显的不对中，对于这种现象所引起的振动是否会随着转速的增大而继续扩大，尤其是在最高工作转速位置，在2980rpm位置处是否存在急剧上升，导致轴承等产生重大事故的现象，需要进行继续测量。
开机的时候发现油冷却器进口管存在剧烈的振动，存在明显的拍频情况， 振动忽大忽小，风机转速在15HZ与16HZ位置处有两个谱峰，在波形上存在明显达拍频振动现象，而且振幅比较大。根据风机实际情况发现，在15HZ位置处，是液力耦合器输出端轴的转动频率。而16HZ猜测可能是管道的故有频率。技术人员为了验证这一猜想，因此在停机的时候对管道进行锤击试验，在试验中发现管道固有频率在16HZ附近很宽的区域内，证明是管道固有频率所导致，因此建议对管道进行加固，从而改变系统的固有频率。
由于风机运行工艺上的原因，风机转速运行试车开始后，一直不能在最高工作转速下运行，为得到最高工作转速下的振动数据，因此将风机的频率在短时间之内上升到峰值保持短暂运行，风机运行峰值为2980rpm，此时之前所测试的目标点，在一倍振动速度下测得有效值为4.3mm/s，而2倍频的时候振动速度有效值为1.3mm/s，这些数据证明风机主要是由于振动所引起的不平衡，不对中现象引起的振动并没有增加，不会引发重大事故。在液力耦合器输出端测得一倍频的振动速度，有效值为1.6mm/s，证明耦合器的振动也不大[3]。
检修结果
经过检修速后车间的风机系统振动幅度在风机轴承端上升到峰值，振动速度有效值达到峰值2980rpm，在检修的时候转子进行动平衡处理，在转子轴承的叶轮端垂直方向上垂直垫高2mm，通过本次振动测试证明该措施的有效性。其次，考虑到叶轮端部封闭结构的刚度比较高，固有频率原因高于运行频率，在响应频率中也没有发现油膜涡动与轴裂纹的特征。这对风机系统的转子，转子为刚性转子，在启动的过程涨不会发现共振，但是风机增速仍旧会产生冲击，导致轴系产生疲劳损伤，因此建议技术人员在操作过程中严格按照操作规程来提速，保证转子的安全。本次测试中低速阶段发现有明确的二阶频率，证明有不平衡现象，随着转子转速的提升，转子的转动惯量也会随之增加，由于不平衡所引起的振动量逐步超过不平行引起的震动量，即便在接近3000rpm的时候，主要的振动仍旧是由于一次谐波引起的。
结语：
综上，在检测风机转子的时候建议检测风机转子的平行性，合理选择轴承垫片的厚度，合理确定转子静平衡与轴不平衡的大小。液力耦合器振动不大，部分转速下油温偏高，可能是机械能转变为热能的效果，因此在检修的时候也要重视泄露和磨损情况。建议检修应对油管、机器传感器、变送器等进行检测，预测风机维修时间和维修部位，为技术人员指明方向。
参考文献：
[1]骆仁达, 王政先, 郭容赫,等. 火力发电厂引风机的振动故障诊断及现场动平衡[J]. 光源与照明, 2021(4):2-2.
[2]刘明利、付江永、王新阳. 核电站风机振动故障分析及处理[J]. 国网技术学院学报, 2020, 23(4):4-4.
[3]赵凯, 王凤良, 张贵强. 600 MW机组轴流式引风机振动异常诊断及处理[J]. 电站系统工程, 2020, 36(1):3-3.
