湖北襄阳发电厂一次风机振动大的处理

王平波

(湖北襄阳发电厂，湖北 襄阳 441141)

湖北襄阳发电厂一次风机振动大的处理

王平波

(湖北襄阳发电厂，湖北 襄阳 441141)

以湖北襄阳发电厂一次风机振动大故障为例，面对一次风机振动大原因复杂(包括轴承磨损和不平衡)的局面，利用EA专家系统准确发现了轴承故障并更换轴承。更换轴承后，仍然存在水平振动大的问题，进一步分析并做动平衡处理，彻底解决了一次风机振动大的问题。

一次风机；振动故障；轴承；驱动端；自由端；水平振动；激振力；不平衡

表1 风机两端轴振 mm/s

1 设备概况

湖北襄阳发电厂#4锅炉一次风机采用上海鼓风机厂按照德国TLT引进技术设计制造的离心式风机，具有设计效率高、性能曲线平坦、调节范围广等优点，系统全压为8.7 kPa，风机结构形式为单吸双支撑式，采用变频控制，最低频率为20 Hz。驱动电机由上海电机厂提供，为6 kV高压电机，自1999年7月投入运行至今，运行一直比较正常，其结构如图1所示。

图1 风机结构简图

2 故障及处理

2.1 轴承故障处理

2015-08-03，采用测振仪检测发现，#4锅炉甲侧一次风机驱动端水平与轴向振动较大，最大达到5.71 mm/s，超过报警值4.50 mm/s[1]，严重威胁风机的安全运行。其他各轴承各方向振动较小，轴承温度、声音均无异常。连续测量了几次，均是驱动端轴承水平方向较大，且随转速的增大而增大，最大达到9.46 mm/s，自由端振动较小，随转速变化较小，具体见表1。

由于风机是双支撑设备，一般情况下，如果是不平衡引起的振动大，风机两侧水平方向振动均应该随转速的增大而增大，但这台风机显然不是，只是驱动端水平方向随转速变化振动随转速增大而增大，而自由端水平振动随转速变化较小，因此,不能立即判断为不平衡[2]，应该存在其他故障，通过查找历史图谱，有以下发现。

(1)2014-11-05，在风机两侧出现了轴承的故障成分FT(保持架故障频率)及其谐波，并在轴向具有较高的底噪。

(2)2015-08-03,在测试频谱图中发现轴承故障成分FT及其谐波成分，底噪均消失了。

以上2次测试说明，轴承已经发生了较为严重故障[3]，振动大系轴承故障引起的。2015-08-18，利用停炉机会对该风机两端轴承进行了检查，发现驱动端轴承保持架磨损严重，对风机两端轴承进行了更换，并对风机本体、进出口风门挡板、叶轮都进行了全面检查，无明显异常，但没有启动风机进行验证。

2015-09-06，机组启动后对该风机驱动端轴承振动进行了检测，发现水平振动大故障依然没有消除，说明除了轴承磨损外还存在其他故障，因此进行了连续跟踪监测，其振动情况见表1中2015-09-06数据，风机驱动端水平方向振动达到了9.46 mm/s，远远超过了危急值7.10 mm/s，严重威胁着设备的安全运行。

2.2 不平衡处理

从表1可以看出，风机驱动端更换轴承后，水平方向振动依然较大，且随转速变化较为明显，自由端轴承各方向振动变化较小，初步判断为不平衡。同时，经过仔细观察表1，发现一次风机结构有以下特点。

(1)风机为双轴承支承结构，但风机的重心并不在结构中心，而是偏向驱动端轴承，即驱动端轴承承载了大部分重量。

(2)由风机不平衡产生的激振力大部分由驱动端轴承承担，造成了驱动端轴承振动比自由端振动大，由于风机两端轴承的激振力相差较大，使两端轴承产生的振幅不一样，由此产生轴承不对中，除了水平方向振动大外，还将产生较大的轴向振动[4-5]。

(3)由于风机与电机之间是弹性柱销联轴器，该种联轴器具有缓冲减振性能和一定的轴偏移补偿能力，使得电机侧的振动并不大。

基于以上分析，判断风机由于某种异常原因产生了不平衡，需要做动平衡。2015-10-02，利用短暂的停炉机会对该风机做了动平衡[6-8]，配重360 g，成功地使驱动端水平方向及轴向振动降到较低的水平，其振动通频值见表1中2015-10-09和2015-10-20数据，风机驱动端水平方向振动仅0.96 mm/s和1.11 mm/s，远远低于报警值4.50 mm/s，达到优秀标准1.80 mm/s以下[1]，完全满足生产需要。

3 效益分析

总的来说，这次事故处理比较及时，处理周期较短，利用正常停机机会消缺，有效防止了风机因设备损坏而跳闸，保证了机组带满负荷的需求。如果不能及时消除缺陷，将会使机组被迫限负荷在260 MW以内运行。机组本身容量为330 MW，每小时至少减少发电70 MW·h，按照0.398 元/(kW·h)计算，每小时将至少减少收入70×1 000×0.398=27 860(元)，可见及时消缺产生的效益相当可观。

4 总结及建议

这次一次风机故障的原因比较复杂，存在轴承故障，同时还存在不平衡，为故障的准确判断带来了一定难度；EA专家系统提供的轴承故障频率[4]比较准确，正确反映了轴承的故障部位，为准确查找设备故障提供了可靠的依据。因此，在判断故障原因时，要充分利用现有的生产工具——EA专家系统，观察历史纪录，同时还要对设备结构形式充分了解，综合分析，为准确找到设备故障原因，采用正确的解决方案解决设备故障打好基础。

第1次更换轴承之后，没有启动风机检验检修效果，由于系统原因，动平衡无法在运行中进行，导致风机带病运行近2个月，对设备安全、满负荷发电带来了恶劣影响。因此，在以后的故障处理中，检修完毕之后应该将设备进行试转，以检验检修效果，防止漏判、误判故障，为保障设备安全运行打下良好的基础。

[1]全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会，中国质检出版社第三编辑室.机械振动、冲击与状态监测国家标准汇编[M].北京：中国质检出版社，2011.

[2]沈庆根，郑水英.设备故障诊断[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3]Azima DLI公司.ALERT 3.60用户指南[Z].2013.

[4]杨国安.机械设备故障诊断实用技术[M].北京：中国石化出版社，2007.

[5]莽克伦，王正.现场设备故障诊断[M].长沙:湖南科学技术出版社，2009.

[6]马奔腾，徐涛，魏修忱.某330 MW汽轮发电机组轴系振动故障分析与处理[J].华电技术，2016，38(7):56-57.

[7]訾娟，赵闫涛，张安鑫，等.振动分析在火电厂转动机械中的应用[J].华电技术，2013，35(11):45-48.

[8]曲杰，李世俊.670 MW机组轴加风机轴系振动超限原因分析及处理[J].华电技术，2016，38(11):50-51.

(本文责编：白银雷)

2017-02-20；

2017-04-24

TM 621

B

1674-1951(2017)05-0058-02

王平波(1976—)，男，湖北宜昌人，工程师，从事设备故障诊断方面的工作(E-mail:wangpingbo@chd.com.cn)。