摘要：本文主要針對電廠引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)的振動以及軸承溫度突變等故障進(jìn)行頻譜分析對比及處理措施，利用數(shù)值模擬計(jì)算來進(jìn)行全面分析故障原因，從而針對性的提出治理措施，加強(qiáng)對設(shè)備的維護(hù)和檢修質(zhì)量控制力度，預(yù)防后續(xù)同類故障發(fā)生，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：軸流風(fēng)機(jī) 靜葉可調(diào) 振動超溫

引風(fēng)機(jī)是將鍋爐的煙氣抽出，維持鍋爐負(fù)壓的作用。煙氣經(jīng)過空預(yù)器--電除塵后進(jìn)入到引風(fēng)機(jī)送入到脫硫系統(tǒng)或直接排入到煙囪。相對轉(zhuǎn)動設(shè)備來說具有振動、軸承磨損和葉輪疲勞損壞等諸多問題，因此，做好引風(fēng)機(jī)的日常維護(hù)檢修是防止引風(fēng)機(jī)因軸承損壞停運(yùn)而影響電廠發(fā)電負(fù)荷的關(guān)鍵

1 概況

1.1設(shè)備概況

該燃煤機(jī)組一期2×1000MW機(jī)組配套鍋爐由東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司設(shè)計(jì)制造，型號為DG3024/28.25-Ⅱ1。鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓直流爐，一次再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、尾部雙煙道結(jié)構(gòu)、煙氣擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫。機(jī)組于2013年投產(chǎn)發(fā)電，同步建設(shè)煙氣除塵、脫硫、脫硝設(shè)施。每臺爐配備3臺成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的HA46036--8Z型靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，最高轉(zhuǎn)速995r/min（定速）。

1.2 故障情況

2017年1月31日夜間引風(fēng)機(jī)1B瞬間振動值達(dá)到8mm/s，為保證設(shè)備安全，對引風(fēng)機(jī)1B進(jìn)行了停運(yùn)處理，解體檢查發(fā)現(xiàn)葉輪6顆壓板螺栓松動，壓盤定位銷斷裂，葉輪出現(xiàn)軸向位移，位移值達(dá)到6.5MM，前盤孔徑處有三處裂紋，隨即葉輪與軸承箱返廠檢修。廠家葉片探傷發(fā)現(xiàn)根部有一處長度大約 10mm裂紋，測量軸頭存在單側(cè)磨損現(xiàn)象，測量值達(dá)到0.5mm.，推力軸承外圈與軸承箱間隙過大，內(nèi)壁軸肩磨損達(dá)到0.1mm；軸承滾珠存在斑點(diǎn)、起皮現(xiàn)象。

2 頻譜檢測分析比較

2.1.現(xiàn)場查看了風(fēng)機(jī)近期的DCS歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)顯示，該風(fēng)機(jī)振動符合如下規(guī)律：風(fēng)機(jī)振動值隨葉片開度增加而減小，即低負(fù)荷時(shí)振動值大，高負(fù)荷時(shí)振動值相對較小。引風(fēng)機(jī)在高負(fù)荷時(shí)振速可以下降到1.3mm/s。在低負(fù)荷時(shí)會波動到5.1mm/s。如圖：

引風(fēng)機(jī)水平方向振速譜圖

從譜圖來看，振動的主要構(gòu)成部分是1倍頻與13倍頻（也就是1倍葉片通過頻率），但主要問題推斷是動不平衡所造成的1倍頻振動。1倍通過頻率也是對應(yīng)了氣流沖擊振動，其主要是針對葉輪葉片處，氣流沖擊的特性就是會隨著氣流變化造成振動發(fā)生波動。所以建議在具備停機(jī)條件的情況下對葉輪葉片進(jìn)行清灰處理，若清灰后依然振動值偏大就需要進(jìn)行現(xiàn)場動平衡處理。 另外檢查風(fēng)道系統(tǒng)中是否有影響氣流的故障因素。

2.2軸承磨損松動

如圖1引風(fēng)機(jī)3點(diǎn)頻譜圖中，以明顯的1X及其整數(shù)倍諧頻成分主導(dǎo)，存在磨損松動現(xiàn)象。在3點(diǎn)頻譜高頻范圍內(nèi)，有明顯底噪抬高現(xiàn)象，DW圖中，最大沖擊值達(dá)20.455g，沖擊明顯，軸承存在磨損松動現(xiàn)象。

解調(diào)頻譜圖中存在0.43X即軸承保持架故障頻率成分及其豐富的諧波，且在頻譜圖中的高頻范圍內(nèi)有FT成分明顯的高幅值諧波，保持架磨損。

3解體情況

3.1通過對軸承箱解體檢查發(fā)現(xiàn)：前軸承內(nèi)潤滑油量充足，中后軸承潤滑油脂已經(jīng)受熱融化成稀油；中軸承滾珠保持架變形減薄斷裂成多段，滾道內(nèi)也夾雜滾珠脫落的鐵皮，滾珠及滾道有明顯燒灼痕跡，軸承外圈有2條貫穿裂紋，前軸承和后軸承未見明顯異常，軸承箱清洗檢查未見異常磨損。

3.2葉輪及主軸承檢查情況

1）對葉輪所有焊縫及內(nèi)孔進(jìn)行探傷檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪內(nèi)孔處有3條裂紋，1片葉片的根部焊縫處有1條裂紋；

2）主軸與葉輪配合處磨損嚴(yán)重，超差約0.5mm；

4、 原因分析及對策

4.1葉輪產(chǎn)生裂紋的原因分析

通過葉輪裂紋的形式分析（見下圖），該裂紋應(yīng)是由于疲勞而產(chǎn)生的。而產(chǎn)生疲勞裂紋的主要原因是振動偏大，造成振動偏大的可能原因如下：

1） 葉輪安裝不到位，即葉輪存在傾斜，使得葉輪內(nèi)孔與主軸局部接觸。

2） 葉輪安裝時(shí)，壓盤螺栓未按規(guī)定力矩?cái)Q緊，風(fēng)機(jī)在長期運(yùn)行時(shí)，壓盤螺栓由于振動而松動，導(dǎo)致葉輪傾斜，從而使葉輪內(nèi)孔與主軸局部接觸。

綜上所述，由于葉輪傾斜，導(dǎo)致葉輪內(nèi)孔與主軸局部接觸，而在接觸部分就會存在較大的應(yīng)力，應(yīng)力集中部分就容易產(chǎn)生疲勞裂紋；而且該情況也會導(dǎo)致葉輪內(nèi)孔與主軸磨損（從主軸檢查結(jié)果可得到佐證），導(dǎo)致葉輪與主軸之間的間隙過大，從而加速了風(fēng)機(jī)振動繼續(xù)偏大，使得壓盤螺栓松動，加速了葉輪裂紋的產(chǎn)生。

4.2軸承燒損故障可能有以下幾個(gè)方面的原因：

1） 裝配原因：推力軸承在運(yùn)行過程中必須保持適當(dāng)承載，否則會產(chǎn)生滑動二不是單純的滾動狀態(tài)，一旦發(fā)生滑動就會導(dǎo)致軸承油膜破壞，潤滑不良產(chǎn)生干磨而導(dǎo)致?lián)p壞軸承；

2） 軸承質(zhì)量原因：在軸承安裝時(shí)，須對背靠背的兩個(gè)推力軸承之間的內(nèi)、外隔圈進(jìn)行測量，并在測量后確定外隔圈的尺寸已保證外隔圈與軸承外圈之間的游隙在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；

3）軸承箱裝復(fù)后的軸串間隙未有效控制在0.05-0.08mm之間，本體部分安裝時(shí)各部位螺栓未達(dá)到力矩標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論

從上述分析可知，主要可能有如下原因：1.軸承存在質(zhì)量問題，產(chǎn)生較大的不平衡離心力，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動值偏大；2.聯(lián)軸器不對中；3.軸承座、殼體連接支撐不良，存在裂紋、連接松動等故障；4.周向流體不均，致使出現(xiàn)較大的葉片通過頻率；5.軸承安裝松動、配合間隙不良；

為確保風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，在今后的檢修維護(hù)中螺栓應(yīng)用力矩扳手嚴(yán)格按照風(fēng)機(jī)廠所規(guī)定的力矩緊固；本體部分安裝時(shí)各部位螺栓應(yīng)按照風(fēng)機(jī)廠所規(guī)定的力矩值用力矩扳手緊固，前、中、后軸承加油管裝復(fù)前內(nèi)部應(yīng)清理干凈再進(jìn)油脂，直至管內(nèi)油脂干凈無雜質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] ALSTOM旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷（振動）講義.

[3] 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動分析征兆一般規(guī)律表 [機(jī)械設(shè)備故障診斷129-135，鐘秉林.

[4] DLT748.5-2001火力發(fā)電廠鍋爐機(jī)組檢修導(dǎo)則第5部分：煙風(fēng)系統(tǒng)檢修.

[5] 《金屬材料的腐蝕疲勞》王榮 著.

（作者單位：華電江蘇能源有限公司句容發(fā)電廠）

作者簡介：潘建強(qiáng)（1973--）男，江蘇常州人，工程師，本科，長年從事鍋爐檢修、技術(shù)管理工作（E-mail：pjq_jrhd@126.com）。