中天钢铁集团有限公司 江苏常州 213011
摘要：炼钢转炉除尘风机是钢铁生产过程的关键性设备，需要对其产生的故障进行分析研究，以延长其连续运行寿命，达到，提高生产效率，增加企业效益目的。采用故障根源性分析理论对某除尘风机进行分析研究，得出除尘风机产生故障的原因，为检修提供可靠依据，提高维护效率，以达到降低故障频率，提高生产效益目的。
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、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风机振动的监测
一次除尘2台风机均采用主瓦、副瓦侧的北京测振仪器厂生产的BCD-21磁电式速度传感器，将风机的振动幅度即振幅采集后转换成mV信号传至风机监控室仪表柜的SCM?2000S振动速度变送器，由其转化为mA信号，然后传至PLC、上位机予以监测和自动控制。
3风机振幅故障原因
3.1除尘风机振幅显示值偏大
2015年11月份除尘风机在运行过程中，运转入员发现2除尘风机振幅显示值偏高，主瓦振动值在2.93mm/s、副瓦振动值在3.47mm/s，而轴承温度35C、液力偶合器液压油的油温43C均属在正常范围内，而到现场手摸感觉到2"除尘风机振幅显示值应在正常范围内，即振动值在1.5mm/s以下，因此怀疑可能振幅显示值偏高：但是在除尘风机正常运转的情况下，若想处理必须从PLC程序中摘除连锁保护，否侧处理将会导致意外停机，这种情况下决定在生产间隙即转炉停产检修时进行处理。
3.2除尘风机振幅显示值偏大的原因
在生产间隙及转炉停产检修时，仪表维修人员到现场查找原因，经排查磁电式速度传感器、线路、振动速度变送器均无故障，但用万用表测量振幅的屏蔽层线对地有几伏至十几伏的感应电压，因此怀疑为电磁干扰导致。
磁电式速度传感器产生的mV信号、线路、振动速度变送器产生的mA信号在振动、潮湿、强磁场的现场环境中，输出信号的稳定性及准确度，必将受到很多因素的干扰，因此监测的准确性很难满足要求。故出现了上述故障。
3.2.1系统抗干扰性能差，故障频繁
电磁干扰（EMI）可能骚扰或损坏信息技术系统、信息技术设备及有电子器件或电路的设备，由于雷击、开关操作、短路和其它电磁现象产生的电流可引起过电压和电磁干扰，而其中效应最严重的为存在较大的金属闭环和不同的布线系统沿同路由敷设，线路中的感应电压值取决于干扰电流的变化率和闭环的大小。
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降低电磁干扰的措施有：
1）对电磁千扰敏感的电气设备，为改善传导的电磁现象的电磁兼容，设置电涌保护器和滤波器：
2）电缆的金属护套与共用联接网（CBN）连接；
3）将电力、信号、数据电缆布置在同一路径时，宜避免形成封闭感应环：
4）电力和信号电缆宜保持分隔，且在实际上有可能时相互直角交叉：
5）为降低在保护导体中的感应电流要采用同心电缆：
6）调频驱动的变频器与电动机之间的电气连接采用对称布置的多芯电缆，包括包含单独的保护导体的屏蔽电缆；
7）根据制造商规定的电磁兼容（EMC）要求采用信号和数据电缆：
8）使用信号和数据屏蔽电缆时，宜限制来自电源线路的通过信号电缆和数据电缆接地的屏蔽层或芯线故障电流，附加加强屏蔽作用的旁路等电位导体；
3.2.2接地造成的故障
（1）接地系统混乱
接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰：而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。
规范规定电缆屏蔽层必须-点接地，但如果电缆屏蔽层两端都接地，就存在地电位差，将有电流流过屏蔽层，当发生异常状态加并有雷击时，地线电流将更大，此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
一次除尘风机的PLC、仪表系统没有专门设置单独的接地，仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的保护接地，直接接至了厂区电气系统接地网，仪表、PLC，DCS、计算机系统等电子设备的工作接地（信号回路接地、屏蔽接地）应设置单独的PLC、仪表接地系统，且接地电阻要求小于19。
（2）接地不良
磁电式速度传感器产生的mV信号经线路到振动速度变送器之间的连接电缆采用缠绕的方式与接地带相连，测量接地电阻在200以上，接地效果较差，导致一方面外界电磁干扰不能有效屏蔽，同时由于接触电阻大，设备内部感应电荷不能及时通过接地电阻放尽而存在悬浮电位，传感器、变送器的输出信号为弱电信号，必然受到干扰而偏离正常值，因此一-次除尘风机的振幅监测准确度降低。
4一次除尘风机振幅故障的处理
在此次停产检修时陆续采取了以下整改措施：首先采取的措施为将所有控制信号进PLC之前，加装信号隔离器。针对设计缺陷、施工、布线不规范引入的外界干扰导致系统抗干扰性能差，更改施工不规范之处，重新敷设控制线缆并与动力线缆分开，在仪表侧做好屏蔽线接地，消除了感应电压，围绕提高系统的抗干扰能力采取了种种措施。针对接地系统混乱及接地不良造成的故障，对转炉一次除尘风机的仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的保护接地，直接接至了厂区电气系统接地网，而对仪表、PLC、DCS、计算机系统等电子设备的工作接地（信号回路接地、屏蔽接地）应设置单独的PLC、仪表接地系统，考虑到该地方土质较为干燥，挖长宽均为2.5m深度为3.5m接地坑，钉入3m长的镀锌角钢，4个角的角钢上面铺焊用镀锌扁钢做好的接地网片，坑内填石墨粉和高效降阻剂，同时对电缆屏蔽层与接地系统连接采用螺栓压接，对接触面搪锡防止氧化导致接触电阻增大，单独的接地系统做好后经测试接地电阻为0.92，满足接地电阻小于18的规范要求，以上措施消除了悬浮电位，使一次除尘风机振幅的监测精度提高，试运行时主瓦轴振动的振幅显示为0.39，副瓦轴振动的振幅显示为0.07，系统得以稳定运行。
5结束语
当前科学技术快速发展，在企业生产趋向大型化和连续化的背景下，以设备管理、状态监测和故障诊断为主要内容的技术逐渐被应用于企业的生产管理中，成为企业保护设备安全运行的必要手段。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、监测系统抗干扰能办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。
参考文献：
[1]陶宗达.关于转炉除尘风机状态监测与故障诊断技术的研究[J].科技风，2014（03）：56.
论文作者:卢庆松
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/12/3
标签：风机论文; 振幅论文; 信号论文; 屏蔽论文; 系统论文; 电缆论文; 转炉论文; 《防护工程》2019年15期论文;