某电站增压风机振动大原因分析和处理

黄永怀　王青华

摘要：文章针对某电站增压风机两次振动幅值过大原因进行了诊断测试和分析，结果表明，该增压风机振动虽然幅值增大，但两次增大的原因并不相同。文章针对不同原因提出了不同的处理措施，并最终将其振动故障消除。

关键词：增压风机；垂直振动；风机叶片

中图分类号：TF307 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0132-02

1 概述

某电站增压风机为动叶可调单级轴流风机，额定工作转速980r/min，图1为轴系示意图。该风机经过大修后启动，启动期间对其振动进行监测，发现振动严重超标，增压风机的外壳水平和垂直振动最大值分别达到15mm/s和10mm/s，威胁增压风机的运行安全。

2 增压风机振动测试与分析

该电站增压风机先后经两阶段测试和处理，才将其振动故障完全排除。

2.1 第一阶段：测试分析和处理

该增压风机经过大修后正常启动，启动期间，对该风机外壳的垂直和水平方向的振动进行了测试。其中振动信号拾取一次元件为Bently9200振动速度传感器，振动信号采集仪为Bently208P。

现场振动数据采集平台一切就绪后，启动增压风机。在电机带动下，风机速度迅速达到额定转速980rpm。在风机升速期间，被测点振动幅值也逐渐增加，期间未见过临界现象。额定转速后，增压风机被测点振动幅值逐渐稳定，不再增大，被测点具体振动幅值见表1，期间被测点振动趋势见图2。

参照相关标准GB/T11348.2-2007和GB/T6075.2-2002，该风机的振动速度超出标准的推荐值，并且也远大于设备厂家推荐的4.5mm/s容许值，需对振动原因进行分析，以便采取相应的处理措施，否则，该风机无法投入正常生产

运行。

为分析风机振动幅值超标的原因，对以上两个测点的振动进行频谱分析，频谱分析显示16Hz工频振动、160Hz附近以及300Hz附近的高频振动为主（见图3）。根据该风机的结构，确认该风机基础良好，无支撑刚度不足等因素。

从图3的频谱分析来看，目前该风机转子存在一定的质量不平衡，它是导致其振动分量16Hz工频振动偏大的原因。但造成该风机振动偏大的主要原因还是来自160Hz和300Hz附近的高频振动分量，从该风机的结构来看，能够产生这样高频振动故障来源主要有：风机叶片的气流扰动、部件的松动、轴承缺陷以及固有频率比较高的部件共振等。

结合该风机刚结束的大修处理情况和历史投运情况以及风机结构和叶片数量，基本可以排除叶片气流扰动和部件松动缺陷；另外，从该风机启动升速过程测点振动来看，固有频率比较高的部件工作缺陷也可以排除。由于该增压风机投运5年多，其滚动轴承一直没有更换，因此，判断其滚动轴承很有可能出现疲劳损坏。据此，停增压风机解体检查。

该风机解体后，检查发现该风机滚动轴承内滚道和滚动体均已出现大量深浅不一的点蚀现象，这些点蚀应该是造成该风机运行过程振动偏大的主要原因。稍后，对其滚动轴承进行更换，同型号的新的滚动轴承更换安装完毕，再次启动该风机，同时对该风机相同部位的振动进行监测，其水平和垂直方向振动显著减小，且均在5mm/s以内，说明造成该风机大修后首次启动期间振动过大的主要原因是该风机轴承点蚀情况严重。由于生产任务紧，再加上该风机振动幅值明显减小，转子虽存在一定量的质量不平衡，并未在现场进行动平衡处理，第一阶段的诊断和处理工作到此结束。

2.2 第二阶段：测试分析和处理

从第一阶段处理的结果来看，该风机的振动并未处理到非常理想的状态就再次投入运行。在随后的运行期间，该增压风机随运行时间延长，其振动幅值又开始逐渐爬升。历经运行50天左右，对第一阶段测试的相同部位再次进行测试。测试结果表明，该风机的振动最大幅值基本保持在10mm/s左右。对其水平和垂直振动进行频谱分析，频谱分析显示，该风机的振动以工频振动为主（见图4），主要缺陷应该是转子受到非常大的不平衡质量力影响。

但根据振动爬升的趋势分析来看，其不平衡质量力是不稳定的，据此，怀疑增压风机动叶执行机构液压缸在运转过程中逐渐发生位移，与转子同心度偏差较大，导致轴系产生随同心度偏差增大而变大的不平衡。随后，由于该风机轴承箱漏油严重需要急需处理，该风机生产厂家来到现场进行漏油处理，同时，对该风机进行了多次动平衡，但每次加重后，其振动幅值相位变化巨大且重复的规律。根据这一现象，可以推断此前的分析，即：该风机转子存在不稳定的质量不平衡力，应重点检查轴系是否有转动部件发生位移。

据此，检修人员现场检查了风机叶片执行机构液压缸和转子的同心度，发现液压缸偏心约0.7mm，远大于安装规程的要求。随后，将其同心度调整至0.2mm以内，并将风机恢复至可运行状态。再次启动该增压风机，并对其振动进行监测，监测结果显示，该风机的水平和垂直振动均小于规范的4.5mm/s允许值。至此，该风机的振动分析和处理正式结束。

3 结语

该风机振动幅值超标两次测试分析结果不一样，采取的处理措施也不相同。

该增压风机大修后振动幅值超标的主要原因是因为其滚动轴承的内滚道和滚动体存在大量深浅不一的点蚀现象，轴承经更换后，风机振动显著减小至5mm/s左右。

该增压风机振动经首次更换轴承处理后，随其运行时间增加，其振动出现爬升现象，其主要原因是受不稳定质量不平衡力影响，进一步分析表明，其振动主要原因是动叶执行机构液压缸相对转子偏心远超过安装要求，将其调整至安装要求范围以内，振动故障消失，风机恢复正常。

参考文献

[1]钟一谔，何衍宗，王正，李方泽.转子动力学[M].北京：清华大学出版社，1987.

[2]陆颂元.汽轮发电机组振动[M].北京：中国电力出版社，2000.

[3]王青华，华宇东.300MW国产引进型机组轴瓦振动诊断与处理[J].华东电力，2006.

作者简介：黄永怀（1976—），男，广东清远人，广东省粤电集团有限公司沙角A电厂锅炉工程师，工程硕士，研究方向：电厂锅炉设备管理。

（责任编辑：周加转）