李吉明，李成斌，劉慶濱

（山西華光發(fā)電有限責(zé)任公司，山西呂梁 033314）

600 MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障診斷及處理

李吉明，李成斌，劉慶濱

（山西華光發(fā)電有限責(zé)任公司，山西呂梁 033314）

某電廠3號(hào)爐3A一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行中非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)由30μm突變至91μm后基本穩(wěn)定。揭開(kāi)風(fēng)機(jī)罩殼檢查發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動(dòng)端輪轂上有一配重塊斷裂脫落。等質(zhì)量同位置恢復(fù)配重塊，清理輪轂積灰后試轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)，振動(dòng)仍然為90μm左右。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動(dòng)端輪轂存在動(dòng)不平衡問(wèn)題，增加重量568 g后，非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)降為7μm，動(dòng)平衡試驗(yàn)取得了良好的效果。

一次風(fēng)機(jī)；振動(dòng)；動(dòng)平衡

0 引言

風(fēng)機(jī)是一種典型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金等行業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要的意義。通常，風(fēng)機(jī)尤其是大中型風(fēng)機(jī)會(huì)由于各種部件故障、安裝工藝及輸送介質(zhì)等問(wèn)題引發(fā)振動(dòng)異常及噪聲增加。一旦出現(xiàn)故障,將會(huì)引起生產(chǎn)線上主機(jī)的停產(chǎn),從而遭受嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。因?yàn)檎駝?dòng)是一個(gè)綜合性指標(biāo)，所以風(fēng)機(jī)的許多故障常從振動(dòng)狀況方面體現(xiàn)出來(lái)[ 1]。

1 風(fēng)機(jī)振動(dòng)類型

從振動(dòng)診斷的角度來(lái)看,風(fēng)機(jī)具有以下特點(diǎn):風(fēng)機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，因而有不平衡、不對(duì)中之類的故障；風(fēng)機(jī)是一種流體機(jī)械，有旋轉(zhuǎn)失速、喘振存在的可能性；風(fēng)機(jī)受輸送介質(zhì)的影響,經(jīng)常造成葉片的磨損,輸入的介質(zhì)還可能粘附在轉(zhuǎn)子上形成隨機(jī)變化的不平衡；風(fēng)機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng),可能存在電磁振動(dòng)。基于上述特點(diǎn),風(fēng)機(jī)的振動(dòng)可歸結(jié)為8種類型，見(jiàn)表1[2]。

表1 風(fēng)機(jī)的振動(dòng)類型

由機(jī)械振動(dòng)原理 [3]可知，機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)中包含什么頻率成分，必然有與之相應(yīng)的同頻激振源；一個(gè)或幾個(gè)頻率分量的幅值增大，必然是由于相對(duì)應(yīng)的激振力的幅值增大引起的。頻譜分析從頻域角度研究機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)的頻率構(gòu)成、頻率成分、強(qiáng)度大小及頻率結(jié)構(gòu)的變化，是振動(dòng)分析的主要手段。為了進(jìn)行頻譜分析需要將數(shù)據(jù)采集器獲取的時(shí)間波形通過(guò)傅里葉級(jí)數(shù)或傅里葉變換轉(zhuǎn)化為頻域圖。同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型的故障特征，從頻譜圖上推測(cè)出設(shè)備的故障振源及其類型，以采取相應(yīng)的措施來(lái)減小振動(dòng)[4]。

一般來(lái)說(shuō)，由轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)特征頻率為1倍頻，且較少伴隨其他倍頻，相位基本穩(wěn)定；不對(duì)中引起的振動(dòng)的特征頻率為2倍頻，同時(shí)常伴有1倍頻和3倍頻；喘振引起的振動(dòng)特征頻率為高倍頻。

2 某600 MW機(jī)組一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因分析及處理

2.1 設(shè)備概況

某電廠3號(hào)爐系上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-2093/ 17.5-M913型亞臨界一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐，鍋爐配2臺(tái)ANT-1813/1250N型動(dòng)葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī)，葉輪直徑1 813 mm，2級(jí)葉輪，每級(jí)葉片數(shù)22片，葉片調(diào)節(jié)范圍0~60°，第一臨界轉(zhuǎn)速1 937 r/min，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速1 489 r/min。風(fēng)機(jī)軸選用35 CrMo材質(zhì)，輪轂材質(zhì)為球墨鑄鐵，葉片材質(zhì)為鑄鋁合金。

2.2 事件經(jīng)過(guò)

2014年03月18日10點(diǎn)40分，3A一次風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)由30.3μm突變?yōu)?1.1μm，之后振動(dòng)基本穩(wěn)定，而驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)變化不大。利用5月份3號(hào)機(jī)組大修機(jī)會(huì)，揭開(kāi)3A一次風(fēng)機(jī)罩殼，檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端輪轂上有一配重塊斷裂脫落。在相同位置上重新安裝等質(zhì)量配重塊，并將兩級(jí)輪轂上的積灰清理干凈后試轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)仍然在90μm左右，問(wèn)題沒(méi)有解決。

2.3 動(dòng)平衡試驗(yàn)

振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)布置如圖1所示。在風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)探頭的對(duì)應(yīng)位置，即3A一次風(fēng)機(jī)軸承箱驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端水平位置分別安裝振動(dòng)測(cè)試探頭，測(cè)速傳感器安裝在靠近聯(lián)軸器側(cè)。

2.3.1 原始振動(dòng)

在3A一次風(fēng)機(jī)動(dòng)葉全關(guān)下測(cè)試風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端及非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)，數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2。

圖1 動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)布置圖

表2 原始振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)表

從表2數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：3A一次風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)集中在1倍頻，且相位基本穩(wěn)定；其他倍頻幅值很??；非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)比驅(qū)動(dòng)端大，但振動(dòng)特征相同；風(fēng)機(jī)振動(dòng)隨動(dòng)葉開(kāi)度的開(kāi)大而略有增加，但振動(dòng)特征不變。由此判斷3A一次風(fēng)機(jī)存在動(dòng)不平衡問(wèn)題。

2.3.2 動(dòng)平衡試驗(yàn)

根據(jù)風(fēng)機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)在非驅(qū)動(dòng)端加配重塊568g∠272°后，振動(dòng)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表3。

表3 動(dòng)平衡試驗(yàn)后振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)表

由以上數(shù)據(jù)可見(jiàn)，加重后風(fēng)機(jī)振動(dòng)大幅減小，均在10μm以下，動(dòng)葉開(kāi)度開(kāi)大后風(fēng)機(jī)振動(dòng)基本不變，動(dòng)平衡試驗(yàn)取得了良好的效果。

2.4 振動(dòng)原因分析

在實(shí)際生產(chǎn)中，按發(fā)生不平衡的過(guò)程，可將造成轉(zhuǎn)子不平衡的具體原因分為：原始不平衡、漸發(fā)性不平衡、突發(fā)性不平衡。3A一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行中非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)突然增加后基本穩(wěn)定，屬于突發(fā)性不平衡。突發(fā)性不平衡一般是由于轉(zhuǎn)子上零部件脫落或葉輪流道有異物附著、卡塞造成。風(fēng)機(jī)揭蓋檢查發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動(dòng)端有一配重塊斷裂脫落，是造成此次3A一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)突然增大的主要原因。

依據(jù)常理，將斷裂的配重塊等質(zhì)量同位置恢復(fù)后，風(fēng)機(jī)振動(dòng)應(yīng)該恢復(fù)正常，但振動(dòng)仍超標(biāo)的原因?yàn)椋簷z修過(guò)程中按工藝要求將風(fēng)機(jī)輪轂上的積灰清理后，破壞了長(zhǎng)期運(yùn)行下來(lái)積聚在風(fēng)機(jī)輪轂上的積灰與長(zhǎng)期運(yùn)行后葉片的磨損及整個(gè)軸系支承剛度的變化形成的平衡狀態(tài)，造成了再次的動(dòng)不平衡。

3 結(jié)論

a） 非驅(qū)動(dòng)端配重塊斷裂脫落是3A一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)突變的主要原因。

b）清理輪轂的積灰后，破壞了風(fēng)機(jī)原平衡狀態(tài)、產(chǎn)生了新的動(dòng)不平衡力，是風(fēng)機(jī)振動(dòng)仍超標(biāo)的主要原因。

c） 在3A一次風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端輪轂上加重量568 g后，風(fēng)機(jī)振動(dòng)小于10μm，動(dòng)平衡試驗(yàn)取得了良好的效果。

[1] 汪光陽(yáng)，周義蓮.風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障診斷綜述[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，23（1）：64-68.

[2] 姬廣勤，徐興科，趙以萬(wàn).引風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的診斷與分析[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，2006,（6）：51-54.

[3] 鐵道部科學(xué)研究院建筑研究所.振動(dòng)測(cè)試與分析[M].人民鐵道出版社，1979：357-358.

[4] 周邵萍，林匡行，蘇永升，等.風(fēng)機(jī)振動(dòng)分析與故障診斷[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，25（3）：316-319.

Diagnosis and Treatment of Primary Air Fan Vibration of 600MW Unit

LI Jiming,LI Chengbin,LIU Qingbin

（Shanxi Huaguang Power Generation Co.,Ltd.,Lvliang,Shanxi 033314,China)

The non-drive end vibration of 3A primary air fan for a power plant increased from 30μm to 91μm suddenly,then remained stable.After fan shell being uncovered,a counterbalance on the non-drive hub was found broken off.Although counterbalance has been installed on the same position with equal mass,and the hub’s ash deposition has been cleaned,vibration was still about 90μm.Experiment revealed that there was a dynamic imbalance at non-drive hub.The non-drive vibration descended to 7μm through adding 568 g to non-drive hub,so that dynamic balance test achieved better effect.

primary air fan;vibration;dynamic balance

TM223.26

B

1671-0320（2016）01-0046-03

2015-12-03，

2015-12-08

李吉明（1970），男，山西柳林人，1991年畢業(yè)于太原電力高等專科學(xué)校熱能動(dòng)力專業(yè)，工程師，從事電力機(jī)械設(shè)備安裝、檢修工作；

李成斌（1967），男，山西朔州人，1991年畢業(yè)于太原電力高等專科學(xué)校熱能動(dòng)力專業(yè)，工程師，從事電廠檢修管理工作；劉慶濱（1986），男，江西吉安人，2011年畢業(yè)于太原理工大學(xué)熱能工程專業(yè)，碩士，工程師，從事電廠設(shè)備管理工作。