火力發(fā)電廠風(fēng)機(jī)常見(jiàn)振動(dòng)問(wèn)題分析總結(jié)

摘要：電廠汽輪機(jī)低壓缸振動(dòng)故障往往會(huì)影響整個(gè)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)迫使發(fā)電機(jī)組停運(yùn)。本文對(duì)部分火力發(fā)電廠風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障情況進(jìn)行了調(diào)研，分析了風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障產(chǎn)生的可能原因，針對(duì)不同故障類型提出了處理方案并分享了治理案例，最后對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)情況進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī);振動(dòng);動(dòng)平衡

中圖分類號(hào)： TS737.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

1 概述

火力發(fā)電廠風(fēng)機(jī)設(shè)備屬于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工況多變、運(yùn)行條件差等特點(diǎn)，容易發(fā)生機(jī)械故障。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，各類風(fēng)機(jī)故障是導(dǎo)致火電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)的一個(gè)主要原因，因此風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于保障整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。

為了提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，本文對(duì)火力發(fā)電廠風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障情況進(jìn)行了調(diào)研，分析了風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障產(chǎn)生的可能原因，針對(duì)不同故障類型提出了處理方案并分享了治理案例。

2 風(fēng)機(jī)振動(dòng)情況調(diào)研分析

2.1 風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障統(tǒng)計(jì)

為分析風(fēng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的具體原因，總結(jié)風(fēng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題治理的方案及效果，以便為更好治理風(fēng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題提供技術(shù)支持，本文對(duì)發(fā)電企業(yè)出現(xiàn)的風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障情況進(jìn)行了調(diào)研統(tǒng)計(jì)，振動(dòng)故障主要以質(zhì)量不平衡、軸承故障等為主。

2.2 風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障原因分析

（1）質(zhì)量不平衡引起的振動(dòng)故障

在火電廠風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障中，由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的振動(dòng)故障占大部分，而質(zhì)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(méi)有對(duì)其進(jìn)行平衡處理;第四，葉輪強(qiáng)度不夠;第五，葉輪上有零部件發(fā)生松動(dòng)等。

（2）滾動(dòng)軸承異常引起的振動(dòng)故障

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

由于滾動(dòng)軸承異常引起的振動(dòng)，該振動(dòng)的穩(wěn)定性較差。軸承損壞引起的振動(dòng)異常，高頻分量較多，振動(dòng)跳變較為明顯。

（3）軸承座剛度不足引起的振動(dòng)故障

軸承座剛度不足是旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見(jiàn)的故障，如基礎(chǔ)灌漿不良、機(jī)械外部松動(dòng)、機(jī)械內(nèi)部松動(dòng)等。

軸承座剛度不強(qiáng)引起的振動(dòng)故障典型的特征為：第一，如果是內(nèi)部機(jī)械松動(dòng)，在典型頻譜上會(huì)出現(xiàn)許多高次諧波分量;第二，振動(dòng)是非線性的，在典型頻譜上出現(xiàn)和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相同的基頻分量和二倍頻，并同時(shí)出現(xiàn)高諧波分量。

（4）不對(duì)中引起的振動(dòng)故障

風(fēng)機(jī)不對(duì)中指的是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)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(fā)生了偏移，引起不對(duì)中問(wèn)題的主要原因是軸承座的標(biāo)高和左右的位置不同和聯(lián)軸器安裝不當(dāng)，此外也和軸承安裝不當(dāng)有關(guān)。不對(duì)中又可以分為平行不對(duì)中和角度不對(duì)中。

（5）積灰引起的振動(dòng)故障

積灰引起的振動(dòng)故障主要與葉片表面的灰塵集聚有關(guān)，尤其是葉片上灰塵分布不均勻或者產(chǎn)生鐵銹，不僅會(huì)產(chǎn)生質(zhì)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(dǎo)致葉片表面溫度上升。該振動(dòng)故障的特征和質(zhì)量不平衡振動(dòng)特征類似。

3 風(fēng)機(jī)振動(dòng)治理典型案例

3.1 質(zhì)量不平衡治理

某一軸流式風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)前后軸承的垂直和水平兩個(gè)方向均布置兩個(gè)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)。在對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)振動(dòng)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)側(cè)水平方向的振動(dòng)已經(jīng)超過(guò)了跳機(jī)的保護(hù)值。在測(cè)量振動(dòng)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)主要以基頻為主導(dǎo)，相位比較穩(wěn)定，水平方向上的振動(dòng)較大，判斷為質(zhì)量不平衡導(dǎo)致。

從振動(dòng)數(shù)據(jù)看出，該風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)，且以一倍頻分量為主，振動(dòng)性質(zhì)為普通強(qiáng)迫，該風(fēng)機(jī)葉輪存在一定量的質(zhì)量不平衡，經(jīng)與電廠協(xié)商決定對(duì)該風(fēng)機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡加重。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，決定在葉輪上試加重，加重量為17g。動(dòng)平衡后，振動(dòng)降到合格范圍內(nèi)，能滿足設(shè)備安全運(yùn)行需求。從該實(shí)例中可以看出，處理解決因質(zhì)量不平衡引起的振動(dòng)故障，首先應(yīng)檢查風(fēng)機(jī)每一個(gè)部件有無(wú)出現(xiàn)異常，尤其是機(jī)械松動(dòng)問(wèn)題，另外檢查轉(zhuǎn)子葉片，確認(rèn)并非由積灰引起。

3.2 風(fēng)機(jī)軸承故障

某臺(tái)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min，在風(fēng)機(jī)的垂直和水平兩個(gè)方向分別布置兩個(gè)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)，當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)之后，水平方向上的振動(dòng)很大，但振動(dòng)幅度變化很小，且基頻的相位比較穩(wěn)定。但對(duì)其進(jìn)行動(dòng)平衡處理后并不能降低振動(dòng)。

風(fēng)機(jī)再次啟動(dòng)，發(fā)現(xiàn)再次啟動(dòng)后振動(dòng)的數(shù)據(jù)和前一次相差很大，另外還存在啟動(dòng)之后振動(dòng)先是很大，然后有慢慢減小的趨勢(shì)，振動(dòng)并沒(méi)有持續(xù)上升。在故障診斷中判斷該振動(dòng)故障可能是由于軸承異常引起的。檢查后發(fā)現(xiàn)其中滾動(dòng)軸承出現(xiàn)銅套剝落問(wèn)題，更換滾動(dòng)軸承之后再次啟動(dòng)，風(fēng)機(jī)的振動(dòng)明顯下降且慢慢恢復(fù)到正常運(yùn)行。

3.3 軸承座剛度不足

某電廠引風(fēng)機(jī)一直存在振動(dòng)偏大的情況，電機(jī)驅(qū)動(dòng)端垂直方向振動(dòng)最大超過(guò)200μm，對(duì)該風(fēng)機(jī)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，由振動(dòng)情況來(lái)看，振動(dòng)主要以一倍頻為主，顯示存在一定的不平衡量。

對(duì)于臥式電機(jī)來(lái)說(shuō)，由于剛度差異水平振幅一般要大于垂直振幅，但該風(fēng)機(jī)垂直振動(dòng)幅值大于水平振動(dòng)幅值，顯示電機(jī)垂直方向上支撐較弱，在較小的不平衡量影響下產(chǎn)生較大的振動(dòng)響應(yīng)。

為控制振動(dòng)幅值，建議電廠在電機(jī)驅(qū)動(dòng)端底部及兩端插入斜鐵墊塊，增加驅(qū)動(dòng)端軸承負(fù)載。

在解除對(duì)輪連接后重新加裝斜鐵墊塊，再次找中心連接對(duì)輪后進(jìn)行試運(yùn)。

可以看出，經(jīng)過(guò)加強(qiáng)下部支撐后，各部振動(dòng)明顯降低，第一次啟動(dòng)過(guò)程的較大不平衡量是由支撐剛度不夠引起。

4 結(jié)語(yǔ)

在發(fā)電廠風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障問(wèn)題中，最常見(jiàn)的是由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)，另外，機(jī)械松動(dòng)、軸承座剛度不夠或軸承異常、積灰也是引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的常見(jiàn)原因。風(fēng)機(jī)的故障診斷是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同情況，采取不同的措施，有時(shí)，很相似的兩個(gè)振動(dòng)情況，所需采取的措施是完全不同的，采取相應(yīng)的措施之前，需要謹(jǐn)慎小心。

本文對(duì)發(fā)電企業(yè)出現(xiàn)的風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障情況進(jìn)行了調(diào)研統(tǒng)計(jì)，針對(duì)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(fēng)機(jī)振動(dòng)問(wèn)題提供了技術(shù)支持。

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作者簡(jiǎn)介：袁昊（1990-），男，碩士，中級(jí)工程師。主要從事電廠旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷的研究工作。