徐志超

【摘?要】發(fā)電廠風(fēng)機(jī)在日常的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到各種因素的影響而出現(xiàn)振動(dòng)故障出現(xiàn)，在風(fēng)機(jī)產(chǎn)生故障的時(shí)候就會(huì)直接影響到整個(gè)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組停止工作。要想確保發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，就要科學(xué)的分析風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障的原因，并且要根據(jù)故障的類型來(lái)提出合理的解決辦法。本文主要根據(jù)發(fā)電廠風(fēng)機(jī)的振動(dòng)故障，在充分了解振動(dòng)故障和特征的不同類別的前提下，根據(jù)實(shí)例來(lái)提出了振動(dòng)故障處理的方法，希望可以幫助到相關(guān)的人士。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠;風(fēng)機(jī);振動(dòng)故障;處理方案

引言

通常情況下，發(fā)電廠風(fēng)機(jī)在日常運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障問題就會(huì)使電廠電力輸送停止，嚴(yán)重的影響到人們的日常供電。當(dāng)前階段發(fā)電廠風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障最多的就是振動(dòng)問題，這就需要相關(guān)工作人員要及時(shí)的進(jìn)行處理和修復(fù)，減少故障出現(xiàn)的時(shí)間，同時(shí)還可以定期的對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行檢修，對(duì)故障出現(xiàn)進(jìn)行提取的預(yù)防，從而使風(fēng)機(jī)故障危害明顯的降低。發(fā)電廠風(fēng)機(jī)中常用的是中軸流式風(fēng)機(jī)，這種設(shè)備在進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試過(guò)程中，以此風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)是最蛀牙的，振動(dòng)強(qiáng)度是在風(fēng)機(jī)監(jiān)控過(guò)程中最重要的內(nèi)容，發(fā)電企業(yè)要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，積極的做好應(yīng)對(duì)措施。

一、發(fā)電廠風(fēng)機(jī)常見振動(dòng)故障及故障特征

1.1軸承座剛度不夠引起的振動(dòng)故障

軸承座剛度下降的常見故障：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。而非工作部位的機(jī)械外部松動(dòng)中又存在螺栓松動(dòng)、軸承座出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象;機(jī)械內(nèi)部松動(dòng)存在軸瓦松動(dòng)、軸套間隙過(guò)大、滾動(dòng)軸承間隙過(guò)大、葉輪上的螺絲松動(dòng)等。軸承座剛度不強(qiáng)引起的振動(dòng)故障典型的特征為：首先，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;其次，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。此外，出現(xiàn)振動(dòng)故障后振動(dòng)具有一定的方向性，如果是松動(dòng)引起的振動(dòng)，在松動(dòng)方向上，振動(dòng)一般是垂直方向振動(dòng)或者在軸向上振動(dòng)較大。

1.2滾動(dòng)軸承異常引起的振動(dòng)

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。比如常見的原因有：第一，滾動(dòng)軸承的軸肩和軸頸加工不良，使得軸肩和軸頸發(fā)生彎曲;第二，滾動(dòng)軸承在安裝時(shí)發(fā)生傾斜，軸承內(nèi)圈安裝不當(dāng)導(dǎo)致其和軸心線不重合，從而滾動(dòng)軸承在發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較大的軸向力作用;第三，用來(lái)固定滾動(dòng)軸承的螺母發(fā)生松動(dòng)，造成滾動(dòng)軸承異常而發(fā)生局部振動(dòng)。由于滾動(dòng)軸承異常從而引起的振動(dòng)其典型特征如下：首先，在軸向方向振動(dòng)最大，振動(dòng)的頻率和旋轉(zhuǎn)的頻率一樣;其次，滾動(dòng)軸承的表面會(huì)出現(xiàn)磨損、腐蝕、脫落和破裂等現(xiàn)象，從而產(chǎn)生較大的高頻沖擊振動(dòng)傳送到軸承座。這些現(xiàn)象主要和滾動(dòng)軸承各個(gè)部件的質(zhì)量和性能有關(guān)，比如在某個(gè)部件上進(jìn)入了異物、軸承的表面潤(rùn)滑不良、軸承箱的間隙過(guò)小或過(guò)大等。對(duì)于因?yàn)闈L珠撞擊而產(chǎn)生的高頻沖擊振動(dòng)，可以用加速傳感器進(jìn)行檢測(cè)該高頻沖擊振動(dòng)信號(hào)。此外，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，振動(dòng)沒有方向性，在水平、垂直和軸向方向上振動(dòng)都有可能達(dá)到最大。在對(duì)該振動(dòng)故障進(jìn)行確定時(shí)，可以使用頻譜分析儀準(zhǔn)確找到軸承被損壞的位置，并能檢測(cè)其損壞的程度。

1.3積灰引起的振動(dòng)故障

由于發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)設(shè)置在鍋爐的排灰口，所以本身就比較容易積累灰塵，加上發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中也會(huì)有灰塵出現(xiàn)，時(shí)間一長(zhǎng)便會(huì)出現(xiàn)灰塵集聚，嚴(yán)重的就會(huì)引起振動(dòng)故障。積灰引起的振動(dòng)故障主要和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，不但會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量不平衡問題而引起振動(dòng)，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。不管是質(zhì)量不平衡問題還是散熱功能被破壞，兩者加起來(lái)就會(huì)使得風(fēng)機(jī)振動(dòng)更加嚴(yán)重，甚至?xí)?dǎo)致風(fēng)機(jī)無(wú)法運(yùn)行，造成發(fā)電機(jī)組整體障礙。

因?yàn)榉e灰引起振動(dòng)，主要發(fā)生在葉片表面，由于灰塵分布不均勻所以會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量不平衡問題，因此該振動(dòng)故障的特征和質(zhì)量不平衡振動(dòng)特征類似。其他特征還包括：第一，隨著發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)，葉片表面所積累的灰塵會(huì)越來(lái)越多，所以振動(dòng)會(huì)越來(lái)越大;第二，積灰引起的故障其振動(dòng)主要以基頻為主導(dǎo)，基頻的相位在一段較短的時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，不過(guò)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其相位是一直在發(fā)生變化的。再次，積灰引起振動(dòng)受到環(huán)境溫度的影響;最后，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行多次啟動(dòng)，每一次所測(cè)量到的振動(dòng)數(shù)據(jù)都不相同。這是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)之后，表面的灰塵會(huì)浮動(dòng)，從而導(dǎo)致集聚的位置發(fā)生變化，當(dāng)再次啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)的大小便會(huì)發(fā)生變化，而且振動(dòng)最大也會(huì)出現(xiàn)在不同的方向。

二、發(fā)電廠風(fēng)機(jī)常見故障的處理實(shí)例

2.1處理質(zhì)量不平衡的策略

一臺(tái)軸流式送風(fēng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)速度1000r/min，在前后兩端軸承的垂直、水平兩個(gè)方向中，分別設(shè)置4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，監(jiān)控振動(dòng)情況，其中風(fēng)機(jī)、電機(jī)側(cè)水平方向鎖設(shè)置的測(cè)試點(diǎn)應(yīng)保證相差180°。維修時(shí)，初次進(jìn)行重啟時(shí)，風(fēng)機(jī)側(cè)段軸承的水平振動(dòng)頻率應(yīng)超過(guò)14mm/s，一旦大于預(yù)期安全范圍內(nèi)，必須立即采取處理措施，保證設(shè)備安全。振動(dòng)應(yīng)當(dāng)以基頻作為基準(zhǔn)，保證相位穩(wěn)定，要注意的是水平方向的振動(dòng)要保持在高速內(nèi)?；陲L(fēng)機(jī)在投入使用之前已經(jīng)接受動(dòng)平衡處理，因此第一要保證做好相關(guān)檢測(cè)工作，確認(rèn)設(shè)備零件未有松動(dòng)、或質(zhì)量差等不良情況。其次要對(duì)測(cè)試點(diǎn)的探頭安放進(jìn)行關(guān)注，明確軸承間隙距離在固定范圍內(nèi)，且螺母和螺栓為有松動(dòng)和破損，針對(duì)法蘭面所有螺栓進(jìn)行重新檢查，采用扳手固定扭緊固定。最后，確保設(shè)備整體狀態(tài)符合使用標(biāo)準(zhǔn)，未有松動(dòng)等現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)行重啟。觀察發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)兩側(cè)的水平方向振動(dòng)開始降低，且重啟兩次后具有可再現(xiàn)性，相位和振動(dòng)之間重合度好，保持高度一致和重疊，在此基礎(chǔ)上，分兩次加重0.8kg，2.2kg，風(fēng)機(jī)振動(dòng)幅度最高值下降，達(dá)到2.8mm/s左右，該風(fēng)機(jī)基本恢復(fù)正常狀態(tài)，故障解除。

2.2針對(duì)軸承異常引起振動(dòng)故障的處理

某臺(tái)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1450r/min，依據(jù)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)首次啟動(dòng)之后，發(fā)現(xiàn)其側(cè)水平方向上的振動(dòng)很大，但是振動(dòng)幅度變化很小，且基頻的相位比較穩(wěn)定。在對(duì)其進(jìn)行動(dòng)平衡處理后發(fā)現(xiàn)并不能降低振動(dòng)，然后再對(duì)風(fēng)機(jī)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)并沒有持續(xù)上升。在故障診斷中發(fā)現(xiàn)該振動(dòng)故障可能是由于軸承異常引起的。所以對(duì)該振動(dòng)故障的處理是對(duì)風(fēng)道擴(kuò)散段進(jìn)行檢查，然后再對(duì)風(fēng)機(jī)的軸承進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其中滾動(dòng)軸承出現(xiàn)銅套剝落問題，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。

結(jié)束語(yǔ)

發(fā)電廠風(fēng)機(jī)的振動(dòng)基本以質(zhì)量不平衡故障為主，其他故障有機(jī)械松動(dòng)、軸承異常、軸承安裝問題等，這些振動(dòng)在頻譜圖上的表現(xiàn)基本以基頻為主，因而在頻譜分析時(shí)很難區(qū)分故障類型，還要根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的相位、振動(dòng)的方向性、振動(dòng)的趨勢(shì)、振動(dòng)的穩(wěn)定性和重復(fù)性等因素，維修情況也要綜合考慮在內(nèi)，從而對(duì)風(fēng)機(jī)的異常振動(dòng)做出比較正確的診斷。在故障類型不非常明確的情況下。可以先嘗試動(dòng)平衡試驗(yàn)，根據(jù)動(dòng)平衡試驗(yàn)的影響系數(shù)來(lái)判斷是否耦合了其他故障，再結(jié)合其他振動(dòng)特征排除一些故障，制定相應(yīng)的維修方案，采取正確的處理措施，保證風(fēng)機(jī)盡快投入生產(chǎn)運(yùn)行。

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