超超临界锅炉脱硫湿磨机异常振动的诊断

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。