锅炉引风机轴承故障诊断

何险峰，杨生贵

（广西华银铝业有限公司检修厂，广西 德保 533700）

锅炉引风机是公司热电厂的关键设备，一旦停机将影响发电机组运行。为此，于2007年12月开始应用GE本特利内华达的vbSeries状态监测系统，对锅炉重要辅助设备进行定期状态监测和故障诊断。2012年6月12日，在监测过程中发现1#锅炉的2#引风机出现异常振动，风机两侧振动特别剧烈，风机趋动端振动速度有效值达到12.75mm/s，经诊断分析，准确地诊断出故障的部位，及时安排停机检查处理，避免了设备事故的发生，确保了生产的连续稳定运行。

一、设备主要参数及简图

1.风机简图及测点分布(图1)

图1 锅炉引风机设备简图及测点布置图

2.风机主要参数

电机转速：995r/min，容量450kW；风机两侧的滚动轴承型号：调心滚子轴承22340CA ；联轴器型式：弹性柱销联轴器，尼龙棒数量16个；风机叶片数：16。

二、频率计算

风机轴的旋转频率和滚动轴承的故障特征频率计算见表1。

三、测试参数选择和测点的布置

风机测点布置如图1所示，采用加速度传感器分别测量垂直、水平和轴向3个方向的振动数值。

四、测试结果及分析

2012年6月12日，在监测过程中发现1#锅炉的2#引风机出现异常振动，测得振动值如表2所示，振动频谱见图2~图6。

表1 旋转频率和故障特征频率计算 Hz

表2 振动数据表 mm/s

图2 测点1水平方向振动频谱

图3 测点2水平方向振动频谱

图4 测点2水平方向解调谱

图5 测点3水平方向振动频谱

图6 测点3水平方向解调谱

五、分析诊断

从表1可以看出，风机2测点水平方向振动达到12.75mm/s，轴向9.1mm/s，已严重超过振动标准(标准为≤7.1mm/s)。

从图2～3可以看出，风机基频1～3倍频无明显峰值，且电机运转正常，基本可以排除联轴器不对中和电机方面的原因。由于图中风机转频振动幅值非常小，因此转子不平衡的原因可以基本排除。而风机转频的1～10倍基本没有明显峰值，基本可以排除机械松动如轴承内圈与轴的配合松动和轴承的外圈与轴承座配合松动等原因，无明显的叶轮叶片通过频率265.28Hz及倍频，基本可以排除叶片故障原因。

从图2～4可以看出，整个机组的振动特征是以风机轴承外圈故障特征频率111.039Hz为主的振动，电机水平方向、风机两侧的水平方向均出现以111.039Hz的1～4倍频；测点2水平方向解调谱出现风机轴承外圈故障特征频率111.039Hz 的1～9倍频，测点3水平方向解调谱风机外圈故障频率111.039Hz峰值已不明显，基本看不见，说明噪声水平上升；而且在风机两端的水平方向出现以风机轴承保持架频率6.875Hz为间距的一族族谱线，以风机3测点水平方向图5所示的峰值最高，说明轴承故障恶化，立即决定停机处理。6月21日解体，风机两端轴承严重锈蚀，内圈、外圈、滚动体全部生锈，轴承已报废。诊断结果与实际相符。

六、结论

(1)当振动速度频谱出现轴承故障特征频率及谐波频率为主，且伴有其它故障特征频率边带出现时，立即更换轴承。

(2)振动频谱出现的轴承故障特征频率与按公式计算出来故障特征频率有差异的；原因是计算出来的频率，是在恒定的转速情况下，满足纯滚动的条件计算出来。但实际运行中，转速不是恒定的，它在一个很小的范围波动，当有异物阻碍滚动体转动时，内圈与滚动体将会发生相对滑动，不满足纯滚动条件，滚动体的旋转速度会发生改变，从而导致轴承各元件的故障特征频率也发生相应的改变。