王 剛 趙彥海

大慶煉化公司動力裝置共有鍋爐風機12臺，是鍋爐蒸汽生產的關鍵設備。6#爐風機自2009年8月啟機后，因振動超標等問題多次進行設備監(jiān)測及檢修，具體表現(xiàn)為風機軸承座軸向振動較大，威脅著機組安全經濟運行。經綜合分析及檢修驗證，發(fā)現(xiàn)主要為風機更換軸承座過程中檢修質量不過關，致使葉輪裝配不當，并造成軸向振動異常及相應故障，監(jiān)測人員在作出準確診斷同時，及時指導進行應急檢修，保證了機組穩(wěn)定運行。

一、機組振動異?，F(xiàn)象及分析

6#爐風機為單吸式（后傾平板葉片12片）、懸臂支撐、柱銷聯(lián)軸器傳動，額定轉速1480r/min（可變頻調速電機），水冷式整體軸承座。機組構成及測點布置如圖1所示。

2009年8月初，6#風機檢修，更換風機 3#、4#兩處懸臂支撐軸承（測點 3、測點 4）。8月23日，當班巡檢風機時，發(fā)現(xiàn)機組突然出現(xiàn)明顯異常的聲音。監(jiān)測中心采用Bentley snapshot測振系統(tǒng)對風機進行現(xiàn)場復測，從表1測量的振動值看出，測點3、測點4的軸向振動較高，測點4的軸向振動最大達10.95mm/s（明顯超出ISO 10816/3標準），并且軸向振幅不斷變化，瞬間變化在2mm/s左右。

表1 8月23日風機振動值 mm/s

因當天未針對轉速、負荷與振動能量的變化進行試驗，監(jiān)測人員根據(jù)經驗，認為造成懸臂支撐風機軸向振動突然增大的原因有以下幾種：①聯(lián)軸器不對中；②葉輪異常，存在不平衡等因素；③軸承松動，存在不對中或安裝間隙不當；④軸彎曲，存在變形。

由于聯(lián)軸器不對中通常會激起聯(lián)軸器兩側較為突出的2×轉頻，而測點3的頻譜中（圖2、圖3）2×轉頻能量均不明顯，徑向振動以豐富小幅值轉頻的倍頻為主，軸向振動則4×頻為主，首先排除聯(lián)軸器不對中。測點4水平振動（圖4）以轉頻為主，軸向振動（圖5）以3倍頻為主，雖然與轉子不平衡和軸彎曲類型故障軸向和徑向一般以較大的1×、2×轉頻振動為主的特點不太一致，但各點頻譜中1×轉頻的振動峰值均達到4mm/s，因此不能完全排除該因素的影響。除測點4水平振動外，其他頻譜結構與軸承松動特征較為相似，振動均以1×～4×頻為主，存在較高的噪聲底線。而軸承松動故障，能夠造成軸承對中不良，使軸承產生軸向振動。

鑒于檢修前該風機就出現(xiàn)過軸承座磨損、變形，因此監(jiān)測人員傾向于風機存在軸承松動、安裝間隙不當故障，建議檢查風機葉輪和轉子及軸承安裝情況。

8月26日，檢修人員對風機解體檢查結果如下：①基礎和地腳螺栓等緊固，未見異常；②聯(lián)軸器對中，符合技術要求；③3#軸承座密封存在磨損，軸承外觀無明顯異常；④葉輪無異物，風機入口調節(jié)擋板底部斷裂1片（共13片）、脫槽1片；⑤軸頭跳動誤差16μm（超過規(guī)定值14μm），軸存在彎曲。

檢查結果證實了監(jiān)測人員對軸彎曲的懷疑，風機入口調節(jié)擋板的破損也能夠使入口氣流作用在葉輪的力不均勻，形成一個不平衡力矩，作用到懸臂支撐的轉子上，產生明顯的軸向振動。但對于之前主要懷疑的軸承松動問題，判斷可能是轉子彎曲造成其與軸承座密封的磨損，因此軸承殼振存在大量的高次諧波。

根據(jù)該檢查情況，將軸外委校正，并對風機調節(jié)擋板進行修復。9月4日現(xiàn)場安裝找正后試運，監(jiān)測中心使用法國01DB APT1105進行設備驗收，發(fā)現(xiàn)測點4軸向振動更加嚴重為22.5mm/s，測點3軸向振動也達到21.4mm/s（表2），振動嚴重超標。振動頻譜（圖6～圖9），以大量豐富的高幅值倍頻為主，異常頻率、基礎振動則不明顯。

基于軸承各點振值受負荷變化影響不大以及對轉子動平衡、軸承安裝等檢修數(shù)據(jù)的分析，監(jiān)測人員排除了流道進氣不均、葉輪不平衡、軸承松動以及軸彎曲等因素，將軸上零件松動列為排查重點，并最終確定對風機轉子的零部件安裝情況進行檢查。

表2 9月4日風機振動值 mm/s

9月6日，風機再次解體檢查，發(fā)現(xiàn)在8月份檢修中，3#軸承軸承座被更換。與原軸承座比較，軸承座位置向電機側移動了約10～15mm，葉輪安裝后，葉輪背部與風機蝸殼容易發(fā)生摩擦，所以檢修人員在風機軸前端安裝上了10～12mm的調整墊片。正是由于風機葉輪內孔與軸頸定位配合尺寸發(fā)生變化，造成葉輪與軸配合松動。這種軸上零部件配合松動，能夠引起轉子平衡狀態(tài)的破壞。風機入口調節(jié)擋板破損導致的氣動不平衡、葉輪與軸配合松動的，共同作用于懸臂風機轉子上，產生明顯的軸向異常振動，這也是3#軸承處密封磨損及轉子彎曲等故障產生的原因。

二、處理措施

由于加工新軸的周期較長，在時間緊迫的情況下，采取對風機的軸進行車削的措施。

（1）把前端軸承定位臺階往電機一側車削15mm，后軸承定位臺階則增加15mm的墊片，使兩端軸承保持原有尺寸，這樣可以使風機的軸整體向葉輪一側移動，以保證葉輪與軸頸的配合接觸面。

（2）更換葉輪軸端擋板，原有擋板厚度不夠，所以重新增厚一倍。

（3）轉子重新做動平衡，轉子兩個平面的不平衡量為326g和266g，經過調整配重后，不平衡量5.49g和5.34g，在允許的不平衡量（20g）規(guī)定值內。

檢修后試車，鼓風機振動明顯減小，除測點4軸向振動較大為5.12mm/s，其他各測點振動均在2.3mm/s范圍內（ISO 10816/3標準），風機基本恢復到良好運行狀態(tài)，并等待裝置大檢修時更換轉子。

三、結論

對風機的監(jiān)測全過程說明，對于懸臂支撐結構的風機，軸向振動異常除了需要考慮進氣流道是否完好、葉輪有無異常、軸是否彎曲，還需要關注是否存在零部件松動（如葉輪、軸承、聯(lián)軸節(jié)等），并根據(jù)不同部位的特點，將松動故障區(qū)分開來。

此外，監(jiān)測人員除了要有扎實的診斷技能，還需要加強與檢修單位的緊密聯(lián)系，只有在充分了解相關檢修信息后，才能更好地做出準確判斷。