鍋爐引風機振動故障分析及處理

孟凡垟

（華電電力科學研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

火力發(fā)電廠燃煤風煙系統(tǒng)的重要輔助設備之一是引風機，而風機故障頻繁，將直接影響火電廠的安全經(jīng)濟運行[1]。如一般的引風機都是高速風機，轉速越高，動平衡越嚴格，鍋爐引風機振動過大可能引起電機燒損、軸承損壞及主軸斷裂，并且葉片變形也會隨振動越來越大，最終造成風機報廢。風機振動過大，主要由以下原因引起：軸承嚴重損壞，導致振動聯(lián)軸器不對中，即2 軸中心未對準；葉輪與機殼存在磨碰現(xiàn)象，地腳螺絲松動或是灌漿未灌好、基礎松動；運行中粉塵或油脂含量較大，粘在葉片上與葉輪發(fā)生磨損后，產(chǎn)生不平衡分量等。重視引風機故障排除和日常維護，才能把電廠的安全經(jīng)濟損失降到最低，使引風機長期有效工作，發(fā)揮更大的性能[2]。

1 故障診斷分析

某電廠鍋爐引風機為單級靜葉可調(diào)軸流引風機，型號為HA46048-8Z，配型電機為YKK900-6W，功率為6 000 kW，額定轉速為955 r/min。

由于引風機在運行中長期處于連續(xù)運行狀態(tài)，運行條件惡劣，難免會發(fā)生故障。某電廠鍋爐引風機在運行過程中出現(xiàn)風機振動過大故障，嚴重影響發(fā)電機組安全運行?，F(xiàn)場測試時首先運用聽針檢查各部位軸承運行聲音，軸承部位無異音，進一步使用便攜式測振儀測量電機兩側及減速機部位振動通頻值，如表1 所示。從表中可看出，2019-06-10 引風機振動值均遠遠大于此次小修前，也較之前的振動值明顯增大，上升幅度及趨勢明顯。

表1 引風機振動通頻值

表2 為引風機S 譜低頻譜圖數(shù)值表。從表中可以看出，主要振動成分為2X 及電機轉速諧波，且水平向最大，2X 達2.70 mm/s，且2X 明顯大于1X，判斷該設備存在明顯的不對中情況。

表2 引風機振動S 譜低頻圖譜數(shù)值表

同時，注意到S 譜低頻譜圖數(shù)值表中無明顯的軸承故障特征頻率，判斷軸承未出現(xiàn)故障；1X 幅值不高，排除風機不平衡問題。

結合查詢設備臺賬，了解到引風機近2 年未進行解體檢查，判斷相關部件在煙氣長期作用下可能存在腐蝕情況。

表中出現(xiàn)了明顯的1X 諧波，3X、4X、5X、6X等幅值雖不高，但已明顯可見，判斷引風機存在松動隱患，且因部件松動導致出現(xiàn)2X 幅值高，表現(xiàn)出不對中譜形。結合該風機形式，判斷可能出現(xiàn)松動的位置在聯(lián)軸器及與葉輪禁錮鎖片等部件上。

根據(jù)振動值不停上漲的趨勢，建議盡快安排設備停運檢查，盡快搶修，防止事故隱患擴大，保證機組的長期穩(wěn)定運行及帶負荷能力。

表3 為引風機解調(diào)譜圖峰值表。從表中可以看出，風機3 個方向均不存在明顯的沖擊解調(diào)特征值，幅值低。雖振動測點距離風機轉子有一定的距離，但也可判斷出風機內(nèi)部不存在劇烈的沖擊摩擦，軸承潤滑情況較良好。

表3 引風機解調(diào)譜圖峰值表

綜合判斷引風機存在明顯的轉軸部件松動故障，可能存在緊固部件斷裂情況，且因松動導致一定程度的不對中，排除不平衡故障及軸承部件故障[3]。

2 改善方案及效果

進行解體檢查，風道揭開后手搖葉輪即發(fā)現(xiàn)引風機葉輪松動，經(jīng)測量，葉輪與軸間隙0.8 mm，嚴重超標。葉輪拆卸前發(fā)現(xiàn)緊固螺栓斷裂1 顆，并且連接鎖片已斷裂脫開，3 個鎖片均被嚴重腐蝕。拆卸葉輪后，發(fā)現(xiàn)緊固螺栓斷裂3 顆（共6 顆），如圖1 和圖2 所示。進行搶修處理，將葉輪嚴格按照工藝要求安裝到位，并更換全套葉輪螺栓及鎖緊片。

圖1 引風機葉輪緊固螺栓斷裂、鎖片嚴重腐蝕

圖2 引風機葉輪緊固螺栓斷裂3 顆

回裝后恢復運行，及時進行振動檢測，通頻值顯示風機水平振動為0.224 mm/s，垂直振動為0.159 mm/s，幅值較2019-06-10 顯著下降，設備振動優(yōu)良，如表4所示。風機側外殼測點檢測圖譜S 譜低頻段顯示以電機轉速基頻1X 為主要振動成分，振動幅值極低，且電機轉速基頻豐富諧波的特征分量已消除，如表5 所示。

表4 改善后引風機振動通頻值

表5 改善后引風機振動S 譜低頻圖譜數(shù)值表

3 結論

針對鍋爐引風機振動故障，通過聽針判斷、振動位移測量及振動圖譜分析，排除軸承故障、對中不良、設備不平衡等其他方面的故障，將振動故障原因綜合判斷為風機轉軸部件松動故障，再通過風機轉軸部件解體檢查進一步驗證風機轉軸部件松動故障的猜想，得到風機振動超標的主要原因，并提出了處理建議[4]。

在風機旋轉設備的安裝過程中，通過分析頻譜、對比歷史數(shù)據(jù)，準確判斷出故障原因，精準鎖定故障部位，經(jīng)過停機期間消缺后，設備運行狀態(tài)恢復正常，保障了機組長期安全穩(wěn)定運行。