超超临界锅炉脱硫湿磨机异常振动的诊断
2012-07-25郭玉杰王晓东吴刚高宇
郭玉杰,王晓东,吴刚,高宇
(1.河南电力试验研究院,郑州 450052;2.大唐信阳发电有限责任公司,河南 信阳 464100)
某型超超临界锅炉脱硫湿磨机运行时发生了电动机-减速机弹性联轴器弹性橡胶块老化变形脱落的异常情况,修复后投入正常运行,但是设备出现了振动增大现象,主要表现在电动机驱动端轴承(2#轴承)和减速机高速端轴承(3#,4#轴承)上,振动为170 μm左右,而正常运行中轴承振动小于70 μm。
现场进行了检修检查,主要是各轴承、减速机内部、地脚螺栓、电动机-减速机弹性联轴器中心复查,电动机内部检查,更换了联轴器弹性橡胶块、电动机自由端轴承和减速机端高速轴承,但无明显效果,异常振动仍影响设备的安全运行。
1 振动试验
该电动机与减速机高速轴采用弹性联轴器连接,减速机低速轴与湿磨机传动轴同样采用弹性联轴器。减速机减速比是6.3∶1。电动机工作转速为996 r/min,湿磨机的工作转速为158 r/min。
设备振动测点布置如下:1#~4#轴承垂直、水平方向临时安装速度传感器,用于测量轴承的振动位移值。
图2 轴承垂直方向振动的频谱图
图3 轴承水平方向振动的波形图
表1 运行中各轴承测点基频振动值、相位和通频振动值 μm
表2 断电后部分轴承振动测点基频振动值、相位和通频振动值 μm
从以上图、表可以看出:
(1)设备振动主要表现在2#,3#轴承上,振动频率以基频为主,性质是普通强迫振动。
(2)3#轴承有少量的62 Hz的振动分量,水平方向62 Hz振动值为45~61 μm,垂直方向62 Hz振动值为32~36 μm。
(3)2#,3#轴承水平方向相位差为152°,接近于反向180°。
(4)2#,3#轴承垂直方向相位差为120°,以反向分量为主,但是也有明显的同向振动分量,可以说既有反向振动分量也有同向分量。
(5)设备断电后降速过程中,在939 r/min时2#轴承水平振动为125 μm,与工作转速下的振动值对比,振动略有降低。
(6)电动机-减速机弹性联轴器两侧的2#,3#轴承径向振动频谱中,没有明显的2倍频振动分量。
评分内容包括115项,其包括三部分:(1)神经学部分:主动及被动肌张力和原始反射。(2)行为学部分:包括状态、感官及互动反应。(3)药物负荷/戒断,最后评出13项分数,比较两组每项均数及标准差,通过统计学分析比较两组的差别,进而评估两组神经系统发育。
(7)从波形图上看,2#,3#轴承水平方向振动波形不是标准的正弦波,发生了畸变。
(8)减速机两端轴承径向振动特点是,靠近弹性联轴器轴承的振动明显大于另一个轴承,但是2个轴承无论是垂直方向还是水平方向振动,相位基本相等。
(9)电动机驱动端振动明显大于自由端。
2 故障诊断
(1)设备振动主要表现在电动机驱动端轴承和减速机高速端轴承径向的2个方向上,振动主频率是基频,性质是不稳定普通强迫振动。
(2)从历史趋势上分析,设备投产时振动状态良好,说明原来设备正常。
(3)从相关性角度分析,因电动机-减速机联轴器弹性橡胶块脱落造成设备异常,无法正常运行。修复后设备振动状况出现了明显恶化。因此不能排除本次检修工作对设备的负面影响。
(4)从振动部位传递性规律上分析,一般靠近故障部位的振动应大于远离故障的部位。结合减速机和电动机两端轴承振动大小,故障部位应靠近电动机-减速机弹性联轴器。
(5)根据轴承振动相位,电动机-减速机弹性联轴器两端轴承水平方向振动近于反向,垂直方向振动反向大于同向,故障部位应该位于弹性联轴器侧附近,具有偏角不对中的特征[1]。
(6)电动机断电后,电动机驱动端振动没有立即消失和明显降低,说明振动故障不是电气因素引起的[2],可以排除电动机故障。
根据以上分析,诊断为电动机-减速机弹性联轴器中心不正,有必要进行检查和验证。
3 处理措施和效果
停机检查发现弹性联轴器中心偏差很大,上、下张口超标0.50 mm。同时检查了弹性联轴器晃度,减速机侧外圆晃度为0.30 mm,电动机侧外圆晃度为0.25 mm。由于联轴器外观变形,拆卸修复后重新装配。回装后联轴器外圆晃度小于0.05 mm。同时外圆、张口偏差均小于0.03 mm。
处理后设备状况良好,电动机两端轴承振动均小于42 μm,结果见表3。减速机的3#,4#轴承基频振动大幅度降低,但通频值偏大,频谱分析表明主要是存在频率为62 Hz、大小为50~60 μm的啮合频率分量,啮合频率是由减速机大、小齿轮工作状态不良造成的。
表3 处理后各轴承振动测点基频振动值、相位和通频振动值 μm
考虑到振动值与原来对比变化不大,并且振动值在合格范围,可以安全运行。通过长时间的运行观察,没有再出现振动增大现象。
4 结论
(1)该型设备检修后的振动增大现象,振动主频率是基频,性质是稳定普通强迫振动。振动特点是电动机-减速机弹性联轴器两端径向振动相位呈反向;靠近联轴器的振动值明显大于另一端。振动原因是弹性联轴器中心不正。通过现场检修调整,消除了设备的振动故障。
(2)根据弹性联轴器两端轴承的相位差进行分析,可以大致判断其故障类型。
(3)从振动传递性规律上,可以判断设备故障部位的大体位置。
(4)传统观念通常认为弹性联轴器对中心偏差有较强的补偿性,但是该型弹性联轴器的中心不正造成了设备超标振动故障,值得高度重视。