火力發電廠風機常見振動問題分析總結

摘要：電廠汽輪機低壓缸振動故障往往會影響整個發電機組的正常運行，嚴重時會迫使發電機組停運。本文對部分火力發電廠風機振動故障情況進行了調研，分析了風機振動故障產生的可能原因，針對不同故障類型提出了處理方案并分享了治理案例，最后對風機振動情況進行了總結。

關鍵詞：風機;振動;動平衡

中圖分類號： TS737.1 文獻標志碼： A

1 概述

火力發電廠風機設備屬于大型旋轉機械設備，具有結構復雜、工況多變、運行條件差等特點，容易發生機械故障。統計數據表明，各類風機故障是導致火電機組非計劃停運的一個主要原因，因此風機的穩定運行對于保障整個發電系統的安全可靠運行至關重要。

為了提高風機運行的安全穩定性，本文對火力發電廠風機振動故障情況進行了調研，分析了風機振動故障產生的可能原因，針對不同故障類型提出了處理方案并分享了治理案例。

2 風機振動情況調研分析

2.1 風機振動故障統計

為分析風機產生振動的具體原因，總結風機振動問題治理的方案及效果，以便為更好治理風機振動問題提供技術支持，本文對發電企業出現的風機振動故障情況進行了調研統計，振動故障主要以質量不平衡、軸承故障等為主。

2.2 風機振動故障原因分析

（1）質量不平衡引起的振動故障

在火電廠風機振動故障中，由于轉子質量不平衡引起的振動故障占大部分，而質量不平衡的原因大約可以概括為以下幾種：第一，葉輪受到磨損或腐蝕，并且磨損或腐蝕不均衡;第二，主軸的局部溫度升高使得主軸局部彎曲;第三，葉輪在維修之后沒有對其進行平衡處理;第四，葉輪強度不夠;第五，葉輪上有零部件發生松動等。

（2）滾動軸承異常引起的振動故障

在滾動軸承的安裝、零件加工以及螺母螺栓等的裝配上，如果出現安裝或加工不良，螺母螺栓松動造成滾動軸承異常，便會引起振動故障。

由于滾動軸承異常引起的振動，該振動的穩定性較差。軸承損壞引起的振動異常，高頻分量較多，振動跳變較為明顯。

（3）軸承座剛度不足引起的振動故障

軸承座剛度不足是旋轉機械常見的故障，如基礎灌漿不良、機械外部松動、機械內部松動等。

軸承座剛度不強引起的振動故障典型的特征為：第一，如果是內部機械松動，在典型頻譜上會出現許多高次諧波分量;第二，振動是非線性的，在典型頻譜上出現和轉動頻率相同的基頻分量和二倍頻，并同時出現高諧波分量。

（4）不對中引起的振動故障

風機不對中指的是風機轉子的軸心線和軸承的中心線不在同一條水平線上，兩者位置發生了偏移，引起不對中問題的主要原因是軸承座的標高和左右的位置不同和聯軸器安裝不當，此外也和軸承安裝不當有關。不對中又可以分為平行不對中和角度不對中。

（5）積灰引起的振動故障

積灰引起的振動故障主要與葉片表面的灰塵集聚有關，尤其是葉片上灰塵分布不均勻或者產生鐵銹，不僅會產生質量不平衡，而且由于葉片表面被灰塵覆蓋，所以散熱功能受到了影響，從而導致葉片表面溫度上升。該振動故障的特征和質量不平衡振動特征類似。

3 風機振動治理典型案例

3.1 質量不平衡治理

某一軸流式風機，在風機前后軸承的垂直和水平兩個方向均布置兩個振動測點。在對風機進行啟動振動測試后發現風機側水平方向的振動已經超過了跳機的保護值。在測量振動數據中發現，振動主要以基頻為主導，相位比較穩定，水平方向上的振動較大，判斷為質量不平衡導致。

從振動數據看出，該風機振動超標，且以一倍頻分量為主，振動性質為普通強迫，該風機葉輪存在一定量的質量不平衡，經與電廠協商決定對該風機進行現場動平衡加重。

根據以上數據分析，決定在葉輪上試加重，加重量為17g。動平衡后，振動降到合格范圍內，能滿足設備安全運行需求。從該實例中可以看出，處理解決因質量不平衡引起的振動故障，首先應檢查風機每一個部件有無出現異常，尤其是機械松動問題，另外檢查轉子葉片，確認并非由積灰引起。

3.2 風機軸承故障

某臺風機轉速為1450r/min，在風機的垂直和水平兩個方向分別布置兩個振動測點，當風機啟動之后，水平方向上的振動很大，但振動幅度變化很小，且基頻的相位比較穩定。但對其進行動平衡處理后并不能降低振動。

風機再次啟動，發現再次啟動后振動的數據和前一次相差很大，另外還存在啟動之后振動先是很大，然后有慢慢減小的趨勢，振動并沒有持續上升。在故障診斷中判斷該振動故障可能是由于軸承異常引起的。檢查后發現其中滾動軸承出現銅套剝落問題，更換滾動軸承之后再次啟動，風機的振動明顯下降且慢慢恢復到正常運行。

3.3 軸承座剛度不足

某電廠引風機一直存在振動偏大的情況，電機驅動端垂直方向振動最大超過200μm，對該風機進行振動測試，由振動情況來看，振動主要以一倍頻為主，顯示存在一定的不平衡量。

對于臥式電機來說，由于剛度差異水平振幅一般要大于垂直振幅，但該風機垂直振動幅值大于水平振動幅值，顯示電機垂直方向上支撐較弱，在較小的不平衡量影響下產生較大的振動響應。

為控制振動幅值，建議電廠在電機驅動端底部及兩端插入斜鐵墊塊，增加驅動端軸承負載。

在解除對輪連接后重新加裝斜鐵墊塊，再次找中心連接對輪后進行試運。

可以看出，經過加強下部支撐后，各部振動明顯降低，第一次啟動過程的較大不平衡量是由支撐剛度不夠引起。

4 結語

在發電廠風機振動故障問題中，最常見的是由于轉子質量不平衡導致的振動，另外，機械松動、軸承座剛度不夠或軸承異常、積灰也是引起風機振動故障的常見原因。風機的故障診斷是一個比較復雜的過程，需要根據現場不同情況，采取不同的措施，有時，很相似的兩個振動情況，所需采取的措施是完全不同的，采取相應的措施之前，需要謹慎小心。

本文對發電企業出現的風機振動故障情況進行了調研統計，針對不同故障類型提出了一般性處理方案并分享了治理案例，為更好的治理風機振動問題提供了技術支持。

參考文獻

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作者簡介：袁昊（1990-），男，碩士，中級工程師。主要從事電廠旋轉設備故障診斷的研究工作。