鍋爐引風(fēng)機(jī)軸承故障診斷

何險(xiǎn)峰，楊生貴

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司檢修廠，廣西 德保 533700）

鍋爐引風(fēng)機(jī)是公司熱電廠的關(guān)鍵設(shè)備，一旦停機(jī)將影響發(fā)電機(jī)組運(yùn)行。為此，于2007年12月開始應(yīng)用GE本特利內(nèi)華達(dá)的vbSeries狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，對鍋爐重要輔助設(shè)備進(jìn)行定期狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。2012年6月12日，在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)1#鍋爐的2#引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)，風(fēng)機(jī)兩側(cè)振動(dòng)特別劇烈，風(fēng)機(jī)趨動(dòng)端振動(dòng)速度有效值達(dá)到12.75mm/s，經(jīng)診斷分析，準(zhǔn)確地診斷出故障的部位，及時(shí)安排停機(jī)檢查處理，避免了設(shè)備事故的發(fā)生，確保了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

一、設(shè)備主要參數(shù)及簡圖

1.風(fēng)機(jī)簡圖及測點(diǎn)分布(圖1)

圖1 鍋爐引風(fēng)機(jī)設(shè)備簡圖及測點(diǎn)布置圖

2.風(fēng)機(jī)主要參數(shù)

電機(jī)轉(zhuǎn)速：995r/min，容量450kW；風(fēng)機(jī)兩側(cè)的滾動(dòng)軸承型號：調(diào)心滾子軸承22340CA ；聯(lián)軸器型式：彈性柱銷聯(lián)軸器，尼龍棒數(shù)量16個(gè)；風(fēng)機(jī)葉片數(shù)：16。

二、頻率計(jì)算

風(fēng)機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)頻率和滾動(dòng)軸承的故障特征頻率計(jì)算見表1。

三、測試參數(shù)選擇和測點(diǎn)的布置

風(fēng)機(jī)測點(diǎn)布置如圖1所示，采用加速度傳感器分別測量垂直、水平和軸向3個(gè)方向的振動(dòng)數(shù)值。

四、測試結(jié)果及分析

2012年6月12日，在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)1#鍋爐的2#引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)，測得振動(dòng)值如表2所示，振動(dòng)頻譜見圖2~圖6。

表1 旋轉(zhuǎn)頻率和故障特征頻率計(jì)算 Hz

表2 振動(dòng)數(shù)據(jù)表 mm/s

圖2 測點(diǎn)1水平方向振動(dòng)頻譜

圖3 測點(diǎn)2水平方向振動(dòng)頻譜

圖4 測點(diǎn)2水平方向解調(diào)譜

圖5 測點(diǎn)3水平方向振動(dòng)頻譜

圖6 測點(diǎn)3水平方向解調(diào)譜

五、分析診斷

從表1可以看出，風(fēng)機(jī)2測點(diǎn)水平方向振動(dòng)達(dá)到12.75mm/s，軸向9.1mm/s，已嚴(yán)重超過振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)為≤7.1mm/s)。

從圖2～3可以看出，風(fēng)機(jī)基頻1～3倍頻無明顯峰值，且電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，基本可以排除聯(lián)軸器不對中和電機(jī)方面的原因。由于圖中風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)頻振動(dòng)幅值非常小，因此轉(zhuǎn)子不平衡的原因可以基本排除。而風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)頻的1～10倍基本沒有明顯峰值，基本可以排除機(jī)械松動(dòng)如軸承內(nèi)圈與軸的配合松動(dòng)和軸承的外圈與軸承座配合松動(dòng)等原因，無明顯的葉輪葉片通過頻率265.28Hz及倍頻，基本可以排除葉片故障原因。

從圖2～4可以看出，整個(gè)機(jī)組的振動(dòng)特征是以風(fēng)機(jī)軸承外圈故障特征頻率111.039Hz為主的振動(dòng)，電機(jī)水平方向、風(fēng)機(jī)兩側(cè)的水平方向均出現(xiàn)以111.039Hz的1～4倍頻；測點(diǎn)2水平方向解調(diào)譜出現(xiàn)風(fēng)機(jī)軸承外圈故障特征頻率111.039Hz 的1～9倍頻，測點(diǎn)3水平方向解調(diào)譜風(fēng)機(jī)外圈故障頻率111.039Hz峰值已不明顯，基本看不見，說明噪聲水平上升；而且在風(fēng)機(jī)兩端的水平方向出現(xiàn)以風(fēng)機(jī)軸承保持架頻率6.875Hz為間距的一族族譜線，以風(fēng)機(jī)3測點(diǎn)水平方向圖5所示的峰值最高，說明軸承故障惡化，立即決定停機(jī)處理。6月21日解體，風(fēng)機(jī)兩端軸承嚴(yán)重銹蝕，內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體全部生銹，軸承已報(bào)廢。診斷結(jié)果與實(shí)際相符。

六、結(jié)論

(1)當(dāng)振動(dòng)速度頻譜出現(xiàn)軸承故障特征頻率及諧波頻率為主，且伴有其它故障特征頻率邊帶出現(xiàn)時(shí)，立即更換軸承。

(2)振動(dòng)頻譜出現(xiàn)的軸承故障特征頻率與按公式計(jì)算出來故障特征頻率有差異的；原因是計(jì)算出來的頻率，是在恒定的轉(zhuǎn)速情況下，滿足純滾動(dòng)的條件計(jì)算出來。但實(shí)際運(yùn)行中，轉(zhuǎn)速不是恒定的，它在一個(gè)很小的范圍波動(dòng)，當(dāng)有異物阻礙滾動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)圈與滾動(dòng)體將會(huì)發(fā)生相對滑動(dòng)，不滿足純滾動(dòng)條件，滾動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致軸承各元件的故障特征頻率也發(fā)生相應(yīng)的改變。