电厂转动设备振动故障分析

李文龙

摘 要： 在电厂生产过程中需要使用大量的机械设备，例如汽轮机、发电机、风机、泵等转动设备，是电厂生产过程中的主要机械，近年来电厂生产过程中的故障率逐渐升高，转动机械设备故障是电厂生产运行过程中的主要问题，本文对电厂转动设备振动故障进行分析，旨在提高电厂生产水平。

关键词：电厂 转动设备 振动故障 对策

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）07-0215-01

引言

电厂是电力生产运输的主要场所，据统计当前电厂生产过程中有40%的故障都是由于转动设备故障引起的，汽轮机、发电机、风机、泵等是电厂生产过程中的主要转动设备，振动故障是这些设备运行过程中常见故障类型，出现振动故障时应该要及时进行处理，防止事态严重对整个电厂生产产生影响和阻碍。在电厂运行过程中可以采用离线状态监测系统对电厂生产现场的转动设备进行监测，并且采集设备的波形，对故障部位进行确定，查找故障原因，对故障成因进行分析和判断，最终确定检修时间，确保检修过程顺利完成，提高转动设备的性能。

一、电厂转动设备的振动故障

转动设备是电厂运行过程中的主要设备类型，在运行过程中会出现振动现象，常规的振动是有规律的振动，是转动设备在正常的运行状态下的一种正常现象，振动的幅度不会太大，除了常规、正常的振动之外，在设备运行过程中还可能会出现一些异常振动，超出转动设备的承受范围，导致转动设备运行稳定性受到影响。产生振动故障的原因是多种多样的，例如转动设备本身的质量问题和介质问题，如油温、油质、疏水等因素可能会导致异常振动，外部操作不当也会导致异常振动。例如由于转动设备转子的温度异常导致的振动故障十分常见，当转动设备工作一段时间之后温度会升高，材质的内应力也会随着温度的升高而释放，从而导致转动设备转子出现变形。另外，由于蒸汽参数的影响，当转动设备转子在运行过程中受到蒸汽参数影响的时候也会导致转子出现变形，主要有临时性完全变形和永久性完全变形两种，对转动设备运行产生严重影响。再比如在转动设备转动运行的过程中如果存在摩擦振动也会导致振动故障出现，如在减速过程中存在较大的摩擦，则会导降速过临界时的振动与正常情况下的升速相比较而言更大一些，当机器停止工作之后大轴的晃度比较高。

二、电厂转动设备振动故障分析

1.振动分析的基本原理

转动设备运行过程中形成的振动频谱包含了各种零部件的机械状态信息，转动设备的聯接及转子存在不平衡的现象，齿轮箱中轮齿出现磨损、剥落、断裂等问题，滑动轴承中存在油膜震荡等，都会导致转动设备频谱出现异常，从函数关系中可以体现出振动故障。

2.判断转动设备振动故障的基本方法

在电厂转动设备工作过程中经常会出现各种异常振动现象，在进行振动故障处理的过程中，应该首先要对故障进行检测，根据振动故障发生时的频率波形的变化特点、频率的变化情况等对振动故障的原因进行分析，同时观察振动相位的变化情况以及相邻轴承的相位间的相互关系，对转动设备运行过程中的转速、温度、负荷等各种参数进行分析，将其与正常工作参数进行对比，作为故障原因的分析依据。在检测振动故障的时候一般先对转动设备主体进行分析，然后对设备基础进行分析，首先对转子进行检测，然后对设备的其他附属部分进行检测，最终确定故障的原因以及故障位置，并且及时对故障进行排查。

例如某锅炉厂的转动设备在运行过程中出现异常振动，厂内维修人员在接到通知之后对异常振动的风机进行检查。技术人员首先用手摸风机轴承的位置，发现比较烫手，而且风机中的冷却水中断，因此技术人员判定是冷却水的管道发生堵塞，通过进一步检查发现进水的水阀被堵塞，从而影响设备进水。另外，在锅炉厂中风机也很容易出现叶片磨损，从而导致振动故障出现。例如某厂生产过程中，锅炉风机在转动过程中首先出现金属撞击的声音，随后开始出现异常抖动，技术人员在对风机进行检查的时候发现，在风机的进气口虽然设置了旋风除尘设备，但是设备上的灰尘积累较多，在锅炉运行过程中，风机产生的气流会将粉尘带入到风机叶片的位置，并且产生与锉刀叶片相同的功能，使得叶片的磨损情况进一步加重，从而使得风机在运行过程中的振动越来越严重。通过对装置上的灰尘进行清除之后，再次启动风机发现可以正常运转，而且不会出现较大幅度的振动，其振动的幅度在可控范围之内。

另外，在考虑故障问题的时候，还要进行综合考虑，通常情况下转子的不平衡状态是通过频谱图来显示的，对于转动设备而言，应该要综合考虑各种因素对转子的影响，比如出现异常振动的是刚性转子，则应该要对转子的最大转速进行确定，并且对转子的转速进行对比，得出具体的诊断结论。同时还要区分出具体的相位，当转子的相位与频率保持一致，则可以判定是基础共振，如果转动设备上的各个质点的离心振幅有差速，则可能由于转子不平衡造成的，对此可以加强对转子的转速控制，使得转子保持相对平衡，减少转子不平衡带来的异常振动故障。

3.加强设备维护与检修

在转动设备中有很多振动故障都是突发性的，突发的故障通常都是由于某个部位的零件脱落、损坏、线圈膨胀受阻、轴承油膜失稳、蒸汽激振等引起的，在转动设备的运行过程中，应该要及时对振动故障进行检修，并且要积极加强对转动设备的日常维护管理，维修人员要定期对转动设备进行检测，对各种硬件进行测试，一旦发现问题要及时维修，如果发现硬件已经不能满足生产所需，则应该要及时对硬件设备进行更换，并且对更换之后的转动设备进行调试，确保没有问题之后再投入使用。

结语

综上所述，电厂中的转动设备质量直接影响电厂的生产安全性与稳定性，转动设备振动故障是电厂常见故障之一，在电厂运行过程中要对各种常见的振动故障原因进行分析，出现故障时要及时找到问题成因，并且进行解决，以提高电厂转动设备的工作性能。

参考文献

[1]张学延，张卫军，葛祥.电厂旋转机械设备振动问题处理案例分析[J].中国电力，2015（08）

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

[3]万晓天.旋转电机设备振动故障的分析与判断[J].电力设备，2006（04）