張永軍

（山西大唐國際運城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 運城 044602）

0 引言

鍋爐三大風(fēng)機(jī)（一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)）是火電廠的重要輔機(jī)，這些旋轉(zhuǎn)設(shè)備直接關(guān)系到鍋爐的正常運行。在風(fēng)機(jī)的常見故障中，振動是主要故障類型之一。較大的振動會造成軸承壽命降低、風(fēng)機(jī)葉片損壞、聯(lián)軸器損壞、基礎(chǔ)松動等設(shè)備損壞問題，因此，鍋爐風(fēng)機(jī)能否安全可靠運行，直接影響發(fā)電廠的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

1 設(shè)備簡介

某電廠600 MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)為上海鼓風(fēng)機(jī)廠有限公司生產(chǎn)的雙級動葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，基本參數(shù)如下。

型號：PAF19-14-2軸流風(fēng)機(jī)。

轉(zhuǎn)速：1 497 r/min。

葉片數(shù)：28片/級。

電機(jī)功率：2 850 kW。

流量：81.42～122.81 m3/s。

全壓：14 874～19 425 Pa。

轉(zhuǎn)子重量：5 113 kg。

風(fēng)機(jī)振動報警值：4.6 mm/s。

2 風(fēng)機(jī)振動異常的測試分析及處理

2.1 風(fēng)機(jī)振動測試

風(fēng)機(jī)運行正常時，徑向振動穩(wěn)定在1.2～1.5 mm/s之間。運行過程中，風(fēng)機(jī)振動逐漸增大。風(fēng)機(jī)振動異常時，徑向振動超過4 mm/s并且不穩(wěn)定，接近風(fēng)機(jī)振動的報警值，現(xiàn)場采用振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了測試，振動測試數(shù)據(jù)詳見表1，風(fēng)機(jī)驅(qū)動端水平方向振動頻譜見圖1，風(fēng)機(jī)驅(qū)動端垂直方向振動頻譜見圖2。

表1 風(fēng)機(jī)異常振動測試數(shù)據(jù)列表 mm/s

2.2 振動特征及原因分析

a）電機(jī)自動端和驅(qū)動端振動均正常，風(fēng)機(jī)振動較大，中間聯(lián)軸器采用撓性連接，應(yīng)排除電機(jī)故障的原因，故障部位在風(fēng)機(jī)處。

b）風(fēng)機(jī)軸承溫度為55℃左右，沒有大的變化。

c）振動頻譜中一倍頻不是主要振動頻率，可排除轉(zhuǎn)子平衡的原因及支撐剛度不足的原因[1]。

d）雖然有一倍頻、二倍頻振動分量，但幅值較小，應(yīng)排除聯(lián)軸器對中的原因。

e）振動頻率也不符合滾動軸承故障的特征頻率（特征頻率見表2），也無相應(yīng)的頻帶，排除軸承內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架故障的原因[2]。

表2 風(fēng)機(jī)軸承特征頻率表 Hz

f）風(fēng)機(jī)振動與機(jī)組負(fù)荷、動葉開度等沒有相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，排除動葉開度不同步造成的振動異常。

綜上所述，初步分析風(fēng)機(jī)振動較大的原因為機(jī)械松動。針對松動故障，有風(fēng)機(jī)底座的松動、軸承箱的緊固不牢、或者軸承本身的松動3個方面，根據(jù)頻率特征，基本可以排除前2個方面的原因，重點懷疑風(fēng)機(jī)軸承的松動。

2.3 風(fēng)機(jī)解體檢查及異常部位的確認(rèn)

a）根據(jù)振動特征的診斷分析，利用機(jī)組停運機(jī)會對風(fēng)機(jī)解體檢查，重點解體軸承箱對軸承進(jìn)行檢查，同時對風(fēng)機(jī)葉片、輪轂、滑塊、推桿、軸承箱等相關(guān)部件也進(jìn)行了檢查。

b）拆除風(fēng)機(jī)前首先復(fù)查風(fēng)機(jī)對輪中心和液壓缸調(diào)節(jié)裝置中心，全部合格。

c）軸承箱解體后，測量軸承箱內(nèi)部軸承游隙，結(jié)果超標(biāo)0.13 mm，對超標(biāo)軸承進(jìn)行了更換。

2.4 檢修投運后風(fēng)機(jī)振動測試及簡要分析

風(fēng)機(jī)檢修結(jié)束投入運行后，進(jìn)行了振動測試，測試數(shù)據(jù)見表3，風(fēng)機(jī)驅(qū)動端水平方向振動頻譜見圖3，風(fēng)機(jī)驅(qū)動端垂直方向振動頻譜見圖4，通過測試結(jié)果得出以下結(jié)論。

a）風(fēng)機(jī)振動穩(wěn)定在0.8～1.2 mm/s之間，對比檢修前振動明顯降低。

b）對比風(fēng)機(jī)驅(qū)動端檢修前后的振動頻譜，修后風(fēng)機(jī)振動基本以一倍頻和二倍頻為主，沒有高倍的振動諧波分量，振動頻譜有了很大的變化。

因此該一次風(fēng)機(jī)振動異常增大原因確認(rèn)為是滾動軸承劣化游隙變大造成的。

表3 風(fēng)機(jī)檢修后振動測試數(shù)據(jù)列表 mm/s

圖3 風(fēng)機(jī)修后驅(qū)動端水平方向振動頻譜

圖4 風(fēng)機(jī)修后驅(qū)動端垂直方向振動頻譜

3 關(guān)于風(fēng)機(jī)振動測試的建議

3.1 關(guān)于振動測量方法的建議

風(fēng)機(jī)滾動軸承引起的振動，通過軸承零件和軸承座傳遞到軸承箱體和機(jī)架上，如果存在沖擊振動，能量衰減較快，所以測點應(yīng)盡量靠近軸承承載區(qū)的軸承箱。因為熱工測振儀表直接在軸承箱上安裝，現(xiàn)場測試可從熱工儀表取信號，干擾信號少，測量準(zhǔn)確，易于振動分析，效果良好[3]。

3.2 關(guān)于振動單位的選擇

多數(shù)風(fēng)機(jī)運行中監(jiān)視振動速度、監(jiān)視振動位移的較少。建議現(xiàn)場振動測試時對振動速度和振動位移均要測量，因為對于高頻率的故障振動速度表現(xiàn)明顯，對于低頻率的故障振動位移表現(xiàn)明顯。對于滾動軸承故障，高頻和低頻均可能發(fā)生，一般保持架故障頻率較低，滾動體、內(nèi)圈、外圈的故障頻率較高。而對于轉(zhuǎn)子不平衡類故障，測試振動位移更為有效。

3.3 定期測振對比分析

定期對風(fēng)機(jī)軸承的同一部位進(jìn)行振動檢測，以軸承無故障情況下的振動數(shù)值為基準(zhǔn)，將實測振動值與基準(zhǔn)振動值進(jìn)行對比可以分析判斷軸承的劣化趨勢。

3.4 同類型風(fēng)機(jī)對比分析

對同型號的風(fēng)機(jī)在相同運行工況下在同一部位進(jìn)行振動測試，相互比較進(jìn)行振動分析?，F(xiàn)場對比不同機(jī)組同型號的一次風(fēng)機(jī)，正常情況下振動均以一、二倍頻的振動分量為主。對比同型號的引風(fēng)機(jī)，振動均以一倍頻和葉片通過頻率為主。對比同型號的送風(fēng)機(jī)，因為通頻振動均較小，沒有明顯的某一振動頻率分量。通過以上同型號風(fēng)機(jī)振動特征的對比，為振動故障的分析診斷提供了很好的參考標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

a）根據(jù)風(fēng)機(jī)振動的特征，在排除了轉(zhuǎn)子不平衡、支撐剛度弱、對中問題、軸承本身故障等原因之后，縮小了故障范圍，診斷為機(jī)械松動引起的，分析為軸承游隙的增大，并經(jīng)解體檢查得到了確認(rèn)。

b）在點檢劣化分析中，若已明確了劣化原因，一般振動不超標(biāo)時，建議準(zhǔn)備好備件，跟蹤觀察劣化趨勢，根據(jù)劣化的程度進(jìn)行狀態(tài)檢修，充分發(fā)揮設(shè)備的潛能，同時節(jié)約維修成本。