湖北襄陽發電廠一次風機振動大的處理

王平波

(湖北襄陽發電廠，湖北 襄陽 441141)

湖北襄陽發電廠一次風機振動大的處理

王平波

(湖北襄陽發電廠，湖北 襄陽 441141)

以湖北襄陽發電廠一次風機振動大故障為例，面對一次風機振動大原因復雜(包括軸承磨損和不平衡)的局面，利用EA專家系統準確發現了軸承故障并更換軸承。更換軸承后，仍然存在水平振動大的問題，進一步分析并做動平衡處理，徹底解決了一次風機振動大的問題。

一次風機；振動故障；軸承；驅動端；自由端；水平振動；激振力；不平衡

表1 風機兩端軸振 mm/s

1 設備概況

湖北襄陽發電廠#4鍋爐一次風機采用上海鼓風機廠按照德國TLT引進技術設計制造的離心式風機，具有設計效率高、性能曲線平坦、調節范圍廣等優點，系統全壓為8.7 kPa，風機結構形式為單吸雙支撐式，采用變頻控制，最低頻率為20 Hz。驅動電機由上海電機廠提供，為6 kV高壓電機，自1999年7月投入運行至今，運行一直比較正常，其結構如圖1所示。

圖1 風機結構簡圖

2 故障及處理

2.1 軸承故障處理

2015-08-03，采用測振儀檢測發現，#4鍋爐甲側一次風機驅動端水平與軸向振動較大，最大達到5.71 mm/s，超過報警值4.50 mm/s[1]，嚴重威脅風機的安全運行。其他各軸承各方向振動較小，軸承溫度、聲音均無異常。連續測量了幾次，均是驅動端軸承水平方向較大，且隨轉速的增大而增大，最大達到9.46 mm/s，自由端振動較小，隨轉速變化較小，具體見表1。

由于風機是雙支撐設備，一般情況下，如果是不平衡引起的振動大，風機兩側水平方向振動均應該隨轉速的增大而增大，但這臺風機顯然不是，只是驅動端水平方向隨轉速變化振動隨轉速增大而增大，而自由端水平振動隨轉速變化較小，因此,不能立即判斷為不平衡[2]，應該存在其他故障，通過查找歷史圖譜，有以下發現。

(1)2014-11-05，在風機兩側出現了軸承的故障成分FT(保持架故障頻率)及其諧波，并在軸向具有較高的底噪。

(2)2015-08-03,在測試頻譜圖中發現軸承故障成分FT及其諧波成分，底噪均消失了。

以上2次測試說明，軸承已經發生了較為嚴重故障[3]，振動大系軸承故障引起的。2015-08-18，利用停爐機會對該風機兩端軸承進行了檢查，發現驅動端軸承保持架磨損嚴重，對風機兩端軸承進行了更換，并對風機本體、進出口風門擋板、葉輪都進行了全面檢查，無明顯異常，但沒有啟動風機進行驗證。

2015-09-06，機組啟動后對該風機驅動端軸承振動進行了檢測，發現水平振動大故障依然沒有消除，說明除了軸承磨損外還存在其他故障，因此進行了連續跟蹤監測，其振動情況見表1中2015-09-06數據，風機驅動端水平方向振動達到了9.46 mm/s，遠遠超過了危急值7.10 mm/s，嚴重威脅著設備的安全運行。

2.2 不平衡處理

從表1可以看出，風機驅動端更換軸承后，水平方向振動依然較大，且隨轉速變化較為明顯，自由端軸承各方向振動變化較小，初步判斷為不平衡。同時，經過仔細觀察表1，發現一次風機結構有以下特點。

(1)風機為雙軸承支承結構，但風機的重心并不在結構中心，而是偏向驅動端軸承，即驅動端軸承承載了大部分重量。

(2)由風機不平衡產生的激振力大部分由驅動端軸承承擔，造成了驅動端軸承振動比自由端振動大，由于風機兩端軸承的激振力相差較大，使兩端軸承產生的振幅不一樣，由此產生軸承不對中，除了水平方向振動大外，還將產生較大的軸向振動[4-5]。

(3)由于風機與電機之間是彈性柱銷聯軸器，該種聯軸器具有緩沖減振性能和一定的軸偏移補償能力，使得電機側的振動并不大。

基于以上分析，判斷風機由于某種異常原因產生了不平衡，需要做動平衡。2015-10-02，利用短暫的停爐機會對該風機做了動平衡[6-8]，配重360 g，成功地使驅動端水平方向及軸向振動降到較低的水平，其振動通頻值見表1中2015-10-09和2015-10-20數據，風機驅動端水平方向振動僅0.96 mm/s和1.11 mm/s，遠遠低于報警值4.50 mm/s，達到優秀標準1.80 mm/s以下[1]，完全滿足生產需要。

3 效益分析

總的來說，這次事故處理比較及時，處理周期較短，利用正常停機機會消缺，有效防止了風機因設備損壞而跳閘，保證了機組帶滿負荷的需求。如果不能及時消除缺陷，將會使機組被迫限負荷在260 MW以內運行。機組本身容量為330 MW，每小時至少減少發電70 MW·h，按照0.398 元/(kW·h)計算，每小時將至少減少收入70×1 000×0.398=27 860(元)，可見及時消缺產生的效益相當可觀。

4 總結及建議

這次一次風機故障的原因比較復雜，存在軸承故障，同時還存在不平衡，為故障的準確判斷帶來了一定難度；EA專家系統提供的軸承故障頻率[4]比較準確，正確反映了軸承的故障部位，為準確查找設備故障提供了可靠的依據。因此，在判斷故障原因時，要充分利用現有的生產工具——EA專家系統，觀察歷史紀錄，同時還要對設備結構形式充分了解，綜合分析，為準確找到設備故障原因，采用正確的解決方案解決設備故障打好基礎。

第1次更換軸承之后，沒有啟動風機檢驗檢修效果，由于系統原因，動平衡無法在運行中進行，導致風機帶病運行近2個月，對設備安全、滿負荷發電帶來了惡劣影響。因此，在以后的故障處理中，檢修完畢之后應該將設備進行試轉，以檢驗檢修效果，防止漏判、誤判故障，為保障設備安全運行打下良好的基礎。

[1]全國機械振動、沖擊與狀態監測標準化技術委員會，中國質檢出版社第三編輯室.機械振動、沖擊與狀態監測國家標準匯編[M].北京：中國質檢出版社，2011.

[2]沈慶根，鄭水英.設備故障診斷[M].北京：化學工業出版社，2006.

[3]Azima DLI公司.ALERT 3.60用戶指南[Z].2013.

[4]楊國安.機械設備故障診斷實用技術[M].北京：中國石化出版社，2007.

[5]莽克倫，王正.現場設備故障診斷[M].長沙:湖南科學技術出版社，2009.

[6]馬奔騰，徐濤，魏修忱.某330 MW汽輪發電機組軸系振動故障分析與處理[J].華電技術，2016，38(7):56-57.

[7]訾娟，趙閆濤，張安鑫，等.振動分析在火電廠轉動機械中的應用[J].華電技術，2013，35(11):45-48.

[8]曲杰，李世俊.670 MW機組軸加風機軸系振動超限原因分析及處理[J].華電技術，2016，38(11):50-51.

(本文責編：白銀雷)

2017-02-20；

2017-04-24

TM 621

B

1674-1951(2017)05-0058-02

王平波(1976—)，男，湖北宜昌人，工程師，從事設備故障診斷方面的工作(E-mail:wangpingbo@chd.com.cn)。