某電站增壓風(fēng)機(jī)振動大原因分析和處理

黃永懷　王青華

摘要：文章針對某電站增壓風(fēng)機(jī)兩次振動幅值過大原因進(jìn)行了診斷測試和分析，結(jié)果表明，該增壓風(fēng)機(jī)振動雖然幅值增大，但兩次增大的原因并不相同。文章針對不同原因提出了不同的處理措施，并最終將其振動故障消除。

關(guān)鍵詞：增壓風(fēng)機(jī)；垂直振動；風(fēng)機(jī)葉片

中圖分類號：TF307 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）11-0132-02

1 概述

某電站增壓風(fēng)機(jī)為動葉可調(diào)單級軸流風(fēng)機(jī)，額定工作轉(zhuǎn)速980r/min，圖1為軸系示意圖。該風(fēng)機(jī)經(jīng)過大修后啟動，啟動期間對其振動進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)振動嚴(yán)重超標(biāo)，增壓風(fēng)機(jī)的外殼水平和垂直振動最大值分別達(dá)到15mm/s和10mm/s，威脅增壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全。

2 增壓風(fēng)機(jī)振動測試與分析

該電站增壓風(fēng)機(jī)先后經(jīng)兩階段測試和處理，才將其振動故障完全排除。

2.1 第一階段：測試分析和處理

該增壓風(fēng)機(jī)經(jīng)過大修后正常啟動，啟動期間，對該風(fēng)機(jī)外殼的垂直和水平方向的振動進(jìn)行了測試。其中振動信號拾取一次元件為Bently9200振動速度傳感器，振動信號采集儀為Bently208P。

現(xiàn)場振動數(shù)據(jù)采集平臺一切就緒后，啟動增壓風(fēng)機(jī)。在電機(jī)帶動下，風(fēng)機(jī)速度迅速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速980rpm。在風(fēng)機(jī)升速期間，被測點(diǎn)振動幅值也逐漸增加，期間未見過臨界現(xiàn)象。額定轉(zhuǎn)速后，增壓風(fēng)機(jī)被測點(diǎn)振動幅值逐漸穩(wěn)定，不再增大，被測點(diǎn)具體振動幅值見表1，期間被測點(diǎn)振動趨勢見圖2。

參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T11348.2-2007和GB/T6075.2-2002，該風(fēng)機(jī)的振動速度超出標(biāo)準(zhǔn)的推薦值，并且也遠(yuǎn)大于設(shè)備廠家推薦的4.5mm/s容許值，需對振動原因進(jìn)行分析，以便采取相應(yīng)的處理措施，否則，該風(fēng)機(jī)無法投入正常生產(chǎn)

運(yùn)行。

為分析風(fēng)機(jī)振動幅值超標(biāo)的原因，對以上兩個測點(diǎn)的振動進(jìn)行頻譜分析，頻譜分析顯示16Hz工頻振動、160Hz附近以及300Hz附近的高頻振動為主（見圖3）。根據(jù)該風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，確認(rèn)該風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)良好，無支撐剛度不足等因素。

從圖3的頻譜分析來看，目前該風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在一定的質(zhì)量不平衡，它是導(dǎo)致其振動分量16Hz工頻振動偏大的原因。但造成該風(fēng)機(jī)振動偏大的主要原因還是來自160Hz和300Hz附近的高頻振動分量，從該風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)來看，能夠產(chǎn)生這樣高頻振動故障來源主要有：風(fēng)機(jī)葉片的氣流擾動、部件的松動、軸承缺陷以及固有頻率比較高的部件共振等。

結(jié)合該風(fēng)機(jī)剛結(jié)束的大修處理情況和歷史投運(yùn)情況以及風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和葉片數(shù)量，基本可以排除葉片氣流擾動和部件松動缺陷；另外，從該風(fēng)機(jī)啟動升速過程測點(diǎn)振動來看，固有頻率比較高的部件工作缺陷也可以排除。由于該增壓風(fēng)機(jī)投運(yùn)5年多，其滾動軸承一直沒有更換，因此，判斷其滾動軸承很有可能出現(xiàn)疲勞損壞。據(jù)此，停增壓風(fēng)機(jī)解體檢查。

該風(fēng)機(jī)解體后，檢查發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機(jī)滾動軸承內(nèi)滾道和滾動體均已出現(xiàn)大量深淺不一的點(diǎn)蝕現(xiàn)象，這些點(diǎn)蝕應(yīng)該是造成該風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程振動偏大的主要原因。稍后，對其滾動軸承進(jìn)行更換，同型號的新的滾動軸承更換安裝完畢，再次啟動該風(fēng)機(jī)，同時(shí)對該風(fēng)機(jī)相同部位的振動進(jìn)行監(jiān)測，其水平和垂直方向振動顯著減小，且均在5mm/s以內(nèi)，說明造成該風(fēng)機(jī)大修后首次啟動期間振動過大的主要原因是該風(fēng)機(jī)軸承點(diǎn)蝕情況嚴(yán)重。由于生產(chǎn)任務(wù)緊，再加上該風(fēng)機(jī)振動幅值明顯減小，轉(zhuǎn)子雖存在一定量的質(zhì)量不平衡，并未在現(xiàn)場進(jìn)行動平衡處理，第一階段的診斷和處理工作到此結(jié)束。

2.2 第二階段：測試分析和處理

從第一階段處理的結(jié)果來看，該風(fēng)機(jī)的振動并未處理到非常理想的狀態(tài)就再次投入運(yùn)行。在隨后的運(yùn)行期間，該增壓風(fēng)機(jī)隨運(yùn)行時(shí)間延長，其振動幅值又開始逐漸爬升。歷經(jīng)運(yùn)行50天左右，對第一階段測試的相同部位再次進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明，該風(fēng)機(jī)的振動最大幅值基本保持在10mm/s左右。對其水平和垂直振動進(jìn)行頻譜分析，頻譜分析顯示，該風(fēng)機(jī)的振動以工頻振動為主（見圖4），主要缺陷應(yīng)該是轉(zhuǎn)子受到非常大的不平衡質(zhì)量力影響。

但根據(jù)振動爬升的趨勢分析來看，其不平衡質(zhì)量力是不穩(wěn)定的，據(jù)此，懷疑增壓風(fēng)機(jī)動葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓缸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中逐漸發(fā)生位移，與轉(zhuǎn)子同心度偏差較大，導(dǎo)致軸系產(chǎn)生隨同心度偏差增大而變大的不平衡。隨后，由于該風(fēng)機(jī)軸承箱漏油嚴(yán)重需要急需處理，該風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家來到現(xiàn)場進(jìn)行漏油處理，同時(shí)，對該風(fēng)機(jī)進(jìn)行了多次動平衡，但每次加重后，其振動幅值相位變化巨大且重復(fù)的規(guī)律。根據(jù)這一現(xiàn)象，可以推斷此前的分析，即：該風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在不穩(wěn)定的質(zhì)量不平衡力，應(yīng)重點(diǎn)檢查軸系是否有轉(zhuǎn)動部件發(fā)生位移。

據(jù)此，檢修人員現(xiàn)場檢查了風(fēng)機(jī)葉片執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓缸和轉(zhuǎn)子的同心度，發(fā)現(xiàn)液壓缸偏心約0.7mm，遠(yuǎn)大于安裝規(guī)程的要求。隨后，將其同心度調(diào)整至0.2mm以內(nèi)，并將風(fēng)機(jī)恢復(fù)至可運(yùn)行狀態(tài)。再次啟動該增壓風(fēng)機(jī)，并對其振動進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果顯示，該風(fēng)機(jī)的水平和垂直振動均小于規(guī)范的4.5mm/s允許值。至此，該風(fēng)機(jī)的振動分析和處理正式結(jié)束。

3 結(jié)語

該風(fēng)機(jī)振動幅值超標(biāo)兩次測試分析結(jié)果不一樣，采取的處理措施也不相同。

該增壓風(fēng)機(jī)大修后振動幅值超標(biāo)的主要原因是因?yàn)槠錆L動軸承的內(nèi)滾道和滾動體存在大量深淺不一的點(diǎn)蝕現(xiàn)象，軸承經(jīng)更換后，風(fēng)機(jī)振動顯著減小至5mm/s左右。

該增壓風(fēng)機(jī)振動經(jīng)首次更換軸承處理后，隨其運(yùn)行時(shí)間增加，其振動出現(xiàn)爬升現(xiàn)象，其主要原因是受不穩(wěn)定質(zhì)量不平衡力影響，進(jìn)一步分析表明，其振動主要原因是動葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓缸相對轉(zhuǎn)子偏心遠(yuǎn)超過安裝要求，將其調(diào)整至安裝要求范圍以內(nèi)，振動故障消失，風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常。

參考文獻(xiàn)

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[3]王青華，華宇東.300MW國產(chǎn)引進(jìn)型機(jī)組軸瓦振動診斷與處理[J].華東電力，2006.

作者簡介：黃永懷（1976—），男，廣東清遠(yuǎn)人，廣東省粵電集團(tuán)有限公司沙角A電廠鍋爐工程師，工程碩士，研究方向：電廠鍋爐設(shè)備管理。

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