王平波

(湖北襄陽發(fā)電廠，湖北 襄陽 441141)

湖北襄陽發(fā)電廠一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的處理

王平波

(湖北襄陽發(fā)電廠，湖北 襄陽 441141)

以湖北襄陽發(fā)電廠一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)大故障為例，面對(duì)一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)大原因復(fù)雜(包括軸承磨損和不平衡)的局面，利用EA專家系統(tǒng)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)了軸承故障并更換軸承。更換軸承后，仍然存在水平振動(dòng)大的問題，進(jìn)一步分析并做動(dòng)平衡處理，徹底解決了一次風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的問題。

一次風(fēng)機(jī)；振動(dòng)故障；軸承；驅(qū)動(dòng)端；自由端；水平振動(dòng)；激振力；不平衡

表1 風(fēng)機(jī)兩端軸振 mm/s

1 設(shè)備概況

湖北襄陽發(fā)電廠#4鍋爐一次風(fēng)機(jī)采用上海鼓風(fēng)機(jī)廠按照德國(guó)TLT引進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)制造的離心式風(fēng)機(jī)，具有設(shè)計(jì)效率高、性能曲線平坦、調(diào)節(jié)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)全壓為8.7 kPa，風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式為單吸雙支撐式，采用變頻控制，最低頻率為20 Hz。驅(qū)動(dòng)電機(jī)由上海電機(jī)廠提供，為6 kV高壓電機(jī)，自1999年7月投入運(yùn)行至今，運(yùn)行一直比較正常，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2 故障及處理

2.1 軸承故障處理

2015-08-03，采用測(cè)振儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，#4鍋爐甲側(cè)一次風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平與軸向振動(dòng)較大，最大達(dá)到5.71 mm/s，超過報(bào)警值4.50 mm/s[1]，嚴(yán)重威脅風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行。其他各軸承各方向振動(dòng)較小，軸承溫度、聲音均無異常。連續(xù)測(cè)量了幾次，均是驅(qū)動(dòng)端軸承水平方向較大，且隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，最大達(dá)到9.46 mm/s，自由端振動(dòng)較小，隨轉(zhuǎn)速變化較小，具體見表1。

由于風(fēng)機(jī)是雙支撐設(shè)備，一般情況下，如果是不平衡引起的振動(dòng)大，風(fēng)機(jī)兩側(cè)水平方向振動(dòng)均應(yīng)該隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，但這臺(tái)風(fēng)機(jī)顯然不是，只是驅(qū)動(dòng)端水平方向隨轉(zhuǎn)速變化振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速增大而增大，而自由端水平振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速變化較小，因此,不能立即判斷為不平衡[2]，應(yīng)該存在其他故障，通過查找歷史圖譜，有以下發(fā)現(xiàn)。

(1)2014-11-05，在風(fēng)機(jī)兩側(cè)出現(xiàn)了軸承的故障成分FT(保持架故障頻率)及其諧波，并在軸向具有較高的底噪。

(2)2015-08-03,在測(cè)試頻譜圖中發(fā)現(xiàn)軸承故障成分FT及其諧波成分，底噪均消失了。

以上2次測(cè)試說明，軸承已經(jīng)發(fā)生了較為嚴(yán)重故障[3]，振動(dòng)大系軸承故障引起的。2015-08-18，利用停爐機(jī)會(huì)對(duì)該風(fēng)機(jī)兩端軸承進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)端軸承保持架磨損嚴(yán)重，對(duì)風(fēng)機(jī)兩端軸承進(jìn)行了更換，并對(duì)風(fēng)機(jī)本體、進(jìn)出口風(fēng)門擋板、葉輪都進(jìn)行了全面檢查，無明顯異常，但沒有啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證。

2015-09-06，機(jī)組啟動(dòng)后對(duì)該風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承振動(dòng)進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)水平振動(dòng)大故障依然沒有消除，說明除了軸承磨損外還存在其他故障，因此進(jìn)行了連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)，其振動(dòng)情況見表1中2015-09-06數(shù)據(jù)，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向振動(dòng)達(dá)到了9.46 mm/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了危急值7.10 mm/s，嚴(yán)重威脅著設(shè)備的安全運(yùn)行。

2.2 不平衡處理

從表1可以看出，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端更換軸承后，水平方向振動(dòng)依然較大，且隨轉(zhuǎn)速變化較為明顯，自由端軸承各方向振動(dòng)變化較小，初步判斷為不平衡。同時(shí)，經(jīng)過仔細(xì)觀察表1，發(fā)現(xiàn)一次風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)。

(1)風(fēng)機(jī)為雙軸承支承結(jié)構(gòu)，但風(fēng)機(jī)的重心并不在結(jié)構(gòu)中心，而是偏向驅(qū)動(dòng)端軸承，即驅(qū)動(dòng)端軸承承載了大部分重量。

(2)由風(fēng)機(jī)不平衡產(chǎn)生的激振力大部分由驅(qū)動(dòng)端軸承承擔(dān)，造成了驅(qū)動(dòng)端軸承振動(dòng)比自由端振動(dòng)大，由于風(fēng)機(jī)兩端軸承的激振力相差較大，使兩端軸承產(chǎn)生的振幅不一樣，由此產(chǎn)生軸承不對(duì)中，除了水平方向振動(dòng)大外，還將產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)[4-5]。

(3)由于風(fēng)機(jī)與電機(jī)之間是彈性柱銷聯(lián)軸器，該種聯(lián)軸器具有緩沖減振性能和一定的軸偏移補(bǔ)償能力，使得電機(jī)側(cè)的振動(dòng)并不大。

基于以上分析，判斷風(fēng)機(jī)由于某種異常原因產(chǎn)生了不平衡，需要做動(dòng)平衡。2015-10-02，利用短暫的停爐機(jī)會(huì)對(duì)該風(fēng)機(jī)做了動(dòng)平衡[6-8]，配重360 g，成功地使驅(qū)動(dòng)端水平方向及軸向振動(dòng)降到較低的水平，其振動(dòng)通頻值見表1中2015-10-09和2015-10-20數(shù)據(jù)，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向振動(dòng)僅0.96 mm/s和1.11 mm/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于報(bào)警值4.50 mm/s，達(dá)到優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)1.80 mm/s以下[1]，完全滿足生產(chǎn)需要。

3 效益分析

總的來說，這次事故處理比較及時(shí)，處理周期較短，利用正常停機(jī)機(jī)會(huì)消缺，有效防止了風(fēng)機(jī)因設(shè)備損壞而跳閘，保證了機(jī)組帶滿負(fù)荷的需求。如果不能及時(shí)消除缺陷，將會(huì)使機(jī)組被迫限負(fù)荷在260 MW以內(nèi)運(yùn)行。機(jī)組本身容量為330 MW，每小時(shí)至少減少發(fā)電70 MW·h，按照0.398 元/(kW·h)計(jì)算，每小時(shí)將至少減少收入70×1 000×0.398=27 860(元)，可見及時(shí)消缺產(chǎn)生的效益相當(dāng)可觀。

4 總結(jié)及建議

這次一次風(fēng)機(jī)故障的原因比較復(fù)雜，存在軸承故障，同時(shí)還存在不平衡，為故障的準(zhǔn)確判斷帶來了一定難度；EA專家系統(tǒng)提供的軸承故障頻率[4]比較準(zhǔn)確，正確反映了軸承的故障部位，為準(zhǔn)確查找設(shè)備故障提供了可靠的依據(jù)。因此，在判斷故障原因時(shí)，要充分利用現(xiàn)有的生產(chǎn)工具——EA專家系統(tǒng)，觀察歷史紀(jì)錄，同時(shí)還要對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)形式充分了解，綜合分析，為準(zhǔn)確找到設(shè)備故障原因，采用正確的解決方案解決設(shè)備故障打好基礎(chǔ)。

第1次更換軸承之后，沒有啟動(dòng)風(fēng)機(jī)檢驗(yàn)檢修效果，由于系統(tǒng)原因，動(dòng)平衡無法在運(yùn)行中進(jìn)行，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)帶病運(yùn)行近2個(gè)月，對(duì)設(shè)備安全、滿負(fù)荷發(fā)電帶來了惡劣影響。因此，在以后的故障處理中，檢修完畢之后應(yīng)該將設(shè)備進(jìn)行試轉(zhuǎn)，以檢驗(yàn)檢修效果，防止漏判、誤判故障，為保障設(shè)備安全運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

[1]全國(guó)機(jī)械振動(dòng)、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，中國(guó)質(zhì)檢出版社第三編輯室.機(jī)械振動(dòng)、沖擊與狀態(tài)監(jiān)測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2011.

[2]沈慶根，鄭水英.設(shè)備故障診斷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[3]Azima DLI公司.ALERT 3.60用戶指南[Z].2013.

[4]楊國(guó)安.機(jī)械設(shè)備故障診斷實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2007.

[5]莽克倫，王正.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障診斷[M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

[6]馬奔騰，徐濤，魏修忱.某330 MW汽輪發(fā)電機(jī)組軸系振動(dòng)故障分析與處理[J].華電技術(shù)，2016，38(7):56-57.

[7]訾娟，趙閆濤，張安鑫，等.振動(dòng)分析在火電廠轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械中的應(yīng)用[J].華電技術(shù)，2013，35(11):45-48.

[8]曲杰，李世俊.670 MW機(jī)組軸加風(fēng)機(jī)軸系振動(dòng)超限原因分析及處理[J].華電技術(shù)，2016，38(11):50-51.

(本文責(zé)編：白銀雷)

2017-02-20；

2017-04-24

TM 621

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1674-1951(2017)05-0058-02

王平波(1976—)，男，湖北宜昌人，工程師，從事設(shè)備故障診斷方面的工作(E-mail:wangpingbo@chd.com.cn)。