曹作旺/貴州省習水鼎泰能源開發(fā)有限責任公司

張衛(wèi)軍*/西安熱工研究院有限公司

增壓風機振動故障的診斷和處理*

曹作旺/貴州省習水鼎泰能源開發(fā)有限責任公司

張衛(wèi)軍*/西安熱工研究院有限公司

首先對增壓風機振動特征進行分析，經(jīng)過現(xiàn)場動平衡和振動試驗后，診斷其振動故障原因是輪轂內(nèi)存在活動部件，解體檢查證實有大量固化油垢附著在輪轂腔室內(nèi)壁，徹底清理后，解決了振動故障并分析了輪轂內(nèi)油垢形成的原因。

增壓風機；油垢；振動；動平衡；潤滑油粘度

1 振動概況

某電廠鍋爐配備增壓風機用于脫硫，該風機系Howden公司生產(chǎn)的軸流式動葉開度可調風機，額定轉速747r/min，配備的驅動電機型號為YKK1 000-8，額定功率6 600kW，由湘潭電機廠生產(chǎn)。

該增壓風機為懸臂結構，采用兩個并排布置的軸承進行轉子支撐。風機軸系結構見圖1所示。廠家在靠近風機葉輪側軸承座的垂直和水平方向分別安裝了一個加速度傳感器，并就地引入端子箱，用以測量并顯示該軸承座振動位移值。

圖1 增壓風機結構示意圖

該引風機投產(chǎn)后振動一直正常，2013年2月例行檢修，更換了機械油SSC634（相當于國標#460號）。檢修后風機再啟動試運行，剛開始振動正常，但是兩小時后振動值就逐漸爬升至180μm隨即停機?？紤]到所更換的潤滑油粘度較原潤滑油大，2月6日采取電加熱、明火烤等辦法加熱輪轂后再次開機，現(xiàn)場監(jiān)測水平振動141μ m，垂直58μm，但后續(xù)機組帶負荷運行中振動持續(xù)爬升（主控室儀表滿表）。根據(jù)運行記錄以及集控室歷史記錄，整理的增壓風機振動數(shù)據(jù)見表1和表2所示。

表1 增壓風機現(xiàn)場儀表顯示振動數(shù)據(jù)（位移值）μm

表2 檢修后主控制振動記錄（位移值）

2 第一階段動平衡處理

振動大首先想到了轉子動平衡。2013年4月22日請當?shù)仉娍圃哼M行現(xiàn)場動平衡。但是意外的是經(jīng)過三次加重，該風機的振動水平非但沒有改善，而且還出現(xiàn)進一步惡化，見表3。

從加重過程來看，也存在明顯異?，F(xiàn)象，即每次加重都無法達到預期值。不過更令人意外的是，最后拆掉所有加重，但是風機振動還是未能恢復到原位。與加重之前比較，就地儀表顯示水平方向基頻振動從147μm增加到了350μm，垂直振動達到300μm，加重過程的具體數(shù)據(jù)見表3所示。

表3 第一階段動平衡過程振動情況（基頻）μm∠°

3 第二階段振動診斷和試驗

考慮到上述異常振動現(xiàn)象，可以肯定增壓風機振動并非單純質量不平衡問題，為此再對其進行進一步診斷試驗。

本階段振動處理方法：

1）進行起停機振動試驗；

2）調整擴壓段導軌接觸狀態(tài)；

3）由制造廠再次對風機進行動平衡。

為驗證風機振動的重復性，首先保持風機平衡狀況不變，連續(xù)啟停兩次觀察風機振動情況。首先將風機轉速升至額定轉速，穩(wěn)定10分鐘測量振動，然后停機轉速到零；重復以上過程一次。從就地儀表顯示振動幅值來看振動有一定的變化，從廠家測量的振動烈度值來看，振動幅值和相位都有一定程度的變化見表4。

表4 第二次試驗及處理振動實測值表

廠家在現(xiàn)場對擴壓段地腳與導軌接觸進行反復調整，隨后進行了一次轉子動平衡，但是風機振動沒有明顯改善，正常運行后水平振動仍然達到350μm以上。

4 第三階段振動分析及處理

4.1 振動原因分析

從前兩次振動處理情況看，該風機表現(xiàn)為強迫振動，但是并非單純穩(wěn)定質量不平衡問題，因為振動沒有規(guī)律，具有一定的隨機性。其特征表現(xiàn)為：（1）保持轉子狀態(tài)不動，兩次啟動振動（幅值相位）不一致；（2）動平衡計算無規(guī)律性，計算值與實測值偏差很大。導致上述現(xiàn)象的可能原因是每次啟動風機的原始振動不確定，振動值隨機變化。

不確定的振動說明風機葉輪上存在一個具有一定隨機性的不確定作用力。隨機性的不確定作用力一方面引起運行中振動變化，另一方面使得每次啟動振動不確定，并導致動平衡失敗。

據(jù)此判斷，原因可能是輪轂內(nèi)存在活動部件，每次啟動活動部件的位置是隨機的，當轉子旋轉之后，由于離心力作用活動部件附著在輪轂內(nèi)壁并保持位置相對固定，所以每次啟動轉子平衡狀況也是隨機的，即啟動后振動也是隨機的?；谶@種假設可以解釋上述的振動現(xiàn)象。

4.2 解體檢查驗證

基于上述分析，建議從檢修方面著手，打開風機葉輪輪轂，重點檢查內(nèi)腔活動異物和傳動執(zhí)行部件是否卡澀。

遂由制造廠派人赴現(xiàn)場拆掉風機葉片并打開輪轂檢查。解體后發(fā)現(xiàn)輪轂內(nèi)腔存在大量固化污垢（見圖2），肉眼觀察其成分為油污與灰塵的混合物，應該是灰塵和油垢長期以來吸附并且固化而成。油垢部分附著在內(nèi)壁上，用手去除即可扣落，還有大量的污垢處于自由狀態(tài)，并散落在輪轂內(nèi)腔底部。

現(xiàn)場隨即對其進行了徹底清理，清理下來的污垢總重量初步估計有數(shù)公斤之多。

圖2 風機輪轂油垢附著圖

5 故障分析

機組之前運行振動正常，2013年2月更換粘度大的潤滑油后，由于潤滑油粘度大，其附著力也隨之增強，使其更容易與飛灰混合形成灰垢，進而使得大量灰垢附著在輪轂腔室內(nèi)壁并固化，該灰垢的附著破壞了轉子的平衡狀態(tài)并引起振動增大。

2013年2月6日，采用明火加熱輪轂后，由于葉輪和灰垢膨脹系數(shù)不同，則可能導致部分附著灰垢脫落。灰垢脫落一方面使轉子平衡進一步被破壞，同時脫落的灰垢在葉輪腔室內(nèi)隨機處于任意位置，這些脫落的灰垢一方面導致葉輪的質量不平衡比較大（主控室滿表），同時在輪轂腔室內(nèi)位置隨機的灰垢產(chǎn)生隨機的質量不平衡，并導致動平衡失敗。

6 處理效果

現(xiàn)場徹底清理輪轂內(nèi)腔附著以及散落的數(shù)公斤污垢后，風機按既定工藝回裝，并安裝現(xiàn)場振動儀表，以對風機檢修后的振動情況進行測量。

2013年6月2日增壓風機再次啟動，從現(xiàn)場振動實測值來看，開機后增壓風機振動非常小，并恢復到投產(chǎn)初期的振動水平。

增壓風機檢修后不同的動葉開度下振動實測數(shù)據(jù)見表5。

表5 第三次處理振動位移實測值（基頻）μm∠°

7 結論

通過該增壓風機振動的處理，可以得出：

1）增壓風機振動的主要原因是轉子質量失衡所導致的強迫振動，其部件安裝以及地腳接觸等對振動影響不大。

2）轉子輪轂腔室內(nèi)油灰固化結垢是導致轉子平衡狀態(tài)改變的主要原因，大量油垢脫落后散落在輪轂腔室內(nèi)，導致轉子質量分布呈現(xiàn)隨機變化，并導致了運行中振動變化以及多次現(xiàn)場平衡沒有效果。

3）通過解體檢查并徹底清理輪轂內(nèi)腔油垢后，該風機振動恢復到投產(chǎn)初期的水平。

4）從風機檢修及運行過程來看，更換粘度大的潤滑油后加劇了灰垢附著，隨后為降低其粘度對輪轂進行明火加熱，使輪轂溫度升高并引起其上附著的灰垢在后續(xù)運行中發(fā)生脫落，從而不但進一步破壞了轉子平衡，也使輪轂腔室內(nèi)出現(xiàn)了活動部件，導致了振動隨機性出現(xiàn)使動平衡失敗。

Diagnosis and Treatment of the Vibration Fault in Booster Fan

Cao Zuowang/Dingtai Electric Energy DevelopmentCo.,Ltd.;
Zhang Weijun/Xi’an Thermal Power Research Institute Co.,Ltd.;
Wang Yan/Huaneng Dezhou Power Plant

Based on the analysis of vibration characteristics of the booster Fan, it is diagnosed that there is amovable part existing within hub chamber of the booster fan,which is demonstrated by disassembly test.It has been found that plenty of semi-curing grease attaching on the inner wall of fan hub.And finally the vibration is eliminated by cleaning up all the semi-curing grease.

booster fan;semi-curing grease;vibration

TP391；TK05

A

1006-8155（2015）04-0095-04

10.16492/j.fjjs.2015.04.037

*本文其他作者：王艷/華能德州發(fā)電廠

2014-02-24貴州遵義564600