動(dòng)葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)軸系故障處理

黃兆飛 謝三山 王充 李虹霖

摘要：對(duì)動(dòng)葉可調(diào)引風(fēng)機(jī)軸系的問題處理的過程進(jìn)行介紹和分析，得出產(chǎn)生故障的三種可能的原因，并按照這三種原因進(jìn)行處理。最后對(duì)整個(gè)故障處理中的經(jīng)驗(yàn)和不足進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：動(dòng)葉可調(diào)風(fēng)機(jī);軸系故障;分析;處理

1.設(shè)備簡(jiǎn)介

云南某電廠1#爐 600MW燃煤機(jī)組，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)采用單級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)YU17056-02。該引風(fēng)機(jī)運(yùn)行初期引風(fēng)機(jī)本體性能穩(wěn)定，軸承溫度、振動(dòng)等指標(biāo)均在正常范圍內(nèi)，振速一值保持在2mm/s以下。

2.故障的出現(xiàn)及檢查處理

1#爐A引風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中，振動(dòng)逐步增大，振動(dòng)已達(dá)4mm/s以上，氣流有明顯沉悶的異音。為了查明事故原因，主要檢查內(nèi)容有：

（1）葉片的同步性。檢查葉片開度一致，同步性好，內(nèi)部曲柄、滑塊等完好;

（2）葉柄螺栓。確認(rèn)葉柄螺栓連接緊密，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象;

（3）支撐板。錘擊法進(jìn)行檢查，連接完好，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象;

（4）軸承箱連接。軸承箱與支撐法蘭固定螺栓近葉輪端有2顆松動(dòng);

（5）軸封（氣封）。軸封處下端與輪轂有摩擦;

（6）測(cè)振探頭。兩測(cè)點(diǎn)均為水平測(cè)點(diǎn);

檢查后，對(duì)軸封摩擦處進(jìn)行打磨，擰緊松動(dòng)螺栓。處理完畢后隨爐啟機(jī)，啟機(jī)后振動(dòng)情況未有明顯好轉(zhuǎn)。

3.振動(dòng)測(cè)試及原因分析

為了更好地分析振動(dòng)原因， 采用頻譜測(cè)試儀（Bruel & Kjar Vibro）對(duì)1#A引風(fēng)機(jī)振動(dòng)情況就地進(jìn)行實(shí)測(cè)，在機(jī)殼外壁實(shí)測(cè)1#A機(jī)殼中分法蘭處振速13～15mm/s rms，振幅82.3左右，并發(fā)現(xiàn)在89.38Hz左右有一極大峰值，達(dá)到7.18mm/s pk。風(fēng)機(jī)的實(shí)測(cè)頻譜圖如下圖1所示?，F(xiàn)場(chǎng)分析認(rèn)為，產(chǎn)生該頻率振動(dòng)的原因主要有3個(gè)[1-3]：

圖1? 1#爐A引風(fēng)機(jī)頻譜圖

3.1 氣動(dòng)方面

對(duì)比#1爐A、B兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，運(yùn)行參數(shù)一致性較好，開度、電流等基本一致，且風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)離理論失速線，因此排除失速搶風(fēng)的可能。另兩臺(tái)風(fēng)機(jī)布置一致，雖布置存在一定不合理，但不是造成振動(dòng)的原因。氣動(dòng)方面原因可以排除。

3.2 局部激振

風(fēng)機(jī)運(yùn)行隨開度增大，振動(dòng)值減小，隨開度減小，振動(dòng)值增大。造成此現(xiàn)象可能由于局部螺栓松動(dòng)或連接松動(dòng)，使殼體不能有效固定。

3.3 軸承損壞

經(jīng)查NU260軸承頻率91Hz，NU360資料暫無(wú)，此次振動(dòng)頻率89Hz，因在軸承頻率范圍內(nèi)，軸承可能損壞;

4.風(fēng)機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重事故

盡管已經(jīng)建議立即停機(jī)檢查，但是由于種種原因未能及時(shí)停機(jī)。檢查后不久，#1A引風(fēng)機(jī)軸承溫度突然升高至105℃，振動(dòng)值達(dá)到20mm/s rms左右，立即停機(jī)檢查，近葉輪端軸承嚴(yán)重?zé)龎?，主軸磨損，葉輪轂盤變形嚴(yán)重，機(jī)殼支撐法蘭輕微變形，所有的葉片高度方向上平均減少2mm，設(shè)備造成較大損壞。

事故風(fēng)機(jī)在廠家經(jīng)過近半個(gè)月的搶修，才修復(fù)完成。

5.事故原因再分析

事故發(fā)生后，從軸承供應(yīng)商處獲得NU360的故障頻率數(shù)據(jù)，為89Hz，與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)峰值最大處的頻率一致。說(shuō)明軸系損壞是從軸承開始的。在軸承發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞之前，軸承已經(jīng)開始出現(xiàn)問題。

根據(jù)嚴(yán)重?fù)p壞的軸承箱實(shí)物，也可以判斷軸系的嚴(yán)重?fù)p壞是從軸承開始的。其中近葉輪端的NU360損壞最為嚴(yán)重，內(nèi)圈斷裂，所有的滾子均已磨平，外圈斷裂。對(duì)損壞后的軸承外觀和損壞痕跡進(jìn)行仔細(xì)研究，研究人員經(jīng)過討論分析結(jié)果如下：

a.由于損壞軸承為風(fēng)機(jī)的兩側(cè)，中間軸承未發(fā)現(xiàn)任何損傷，且損壞軸承嚴(yán)重部分為驅(qū)動(dòng)端軸承的上部分，另一端軸承的下部分，出現(xiàn)此情況的極大可能性為安裝時(shí)設(shè)備對(duì)中出現(xiàn)了誤差。

b.拆卸的時(shí)候發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端端蓋螺栓有拉伸松動(dòng)的現(xiàn)像，這一現(xiàn)象也可能造成軸承類似情況的損傷，其根本原因也為螺栓松動(dòng)后，引發(fā)的不對(duì)中造成。

c.內(nèi)圈與滾動(dòng)體損傷為不對(duì)中引發(fā)的后續(xù)損傷，滾動(dòng)體卡死，產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，溫度急劇上升，然后造成軸承內(nèi)圈破裂。

另外不排除如下原因：油質(zhì)問題：如果稀油油質(zhì)污染，導(dǎo)致滾柱磨損，同樣會(huì)出現(xiàn)如上分析結(jié)果。

6.建議與處理

根據(jù)上述分析，提出如下建議：

6.1 因軸承損壞嚴(yán)重，軸系的損壞又是從軸承開始的，建議更換更好品牌的軸承如SKF或者FAG;

6.2 對(duì)安裝過程進(jìn)行嚴(yán)格可控制，確保每一步都檢測(cè)合格;

6.3 對(duì)這個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行清洗，確保干凈無(wú)雜質(zhì)。

1A返廠引風(fēng)機(jī)，在回裝的過程中出現(xiàn)三個(gè)難點(diǎn)和問題。軸承座按照廠內(nèi)要求進(jìn)行回裝，近電機(jī)端軸承座下落穿過鉸制螺栓后，間隙60um;葉輪端加上葉輪后，測(cè)量底部間隙200um，機(jī)殼支撐法蘭近中分面位置處間隙基本為零，說(shuō)明支撐法蘭中分面處已經(jīng)發(fā)生收縮變形，現(xiàn)場(chǎng)通過對(duì)兩側(cè)輕微打磨和增大葉輪端壓力的方式，使間隙降至50um以內(nèi)。

葉片回裝的過程中，發(fā)現(xiàn)每片標(biāo)準(zhǔn)葉片均超長(zhǎng)3～4mm。使用單片葉片測(cè)量機(jī)殼間隙，發(fā)現(xiàn)機(jī)殼間隙基本均勻。懷疑機(jī)殼出現(xiàn)均勻周向收縮，具體原因不明。檢查軸封間隙，最大處4mm（底部）。

軸承座和葉輪安裝完畢后，連接軸系，對(duì)對(duì)中度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)兩聯(lián)軸器張口與要求相反，和標(biāo)準(zhǔn)安裝值差距過大。未做調(diào)整前的張口數(shù)據(jù)為：葉輪端膜片聯(lián)軸器下張口0.15mm，電機(jī)端膜片聯(lián)軸器上張口0.11mm。重新對(duì)中后張口數(shù)據(jù)能夠滿足要求。

1A引風(fēng)機(jī)其他部件復(fù)裝完畢后，郵箱清理完畢后，空機(jī)試轉(zhuǎn)，通頻值1.9mm rms，振動(dòng)優(yōu)良。

7.結(jié)論

在整個(gè)故障處理的過程中，頻譜測(cè)試儀（Bruel & Kjar Vibro）在定位設(shè)備故障部位時(shí)發(fā)揮了重要的作用;在對(duì)事故實(shí)物的分析中，對(duì)軸承失效的原因分析也是十分到位的;后續(xù)的處理措施做得也很合理周密。不足之處是以后碰到類似問題時(shí)，要注意多方面收集數(shù)據(jù)反復(fù)驗(yàn)證，比如這次事故發(fā)生前，如果能夠從DCS控制室里獲取振動(dòng)趨勢(shì)的變化曲線，那么就能從上述幾種可能的振動(dòng)原因中準(zhǔn)確判斷軸承出現(xiàn)了嚴(yán)重故障了。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉家鈺.電站風(fēng)機(jī)改造與可靠性分析.北京：中國(guó)電力出版社，2002

[2]黃志堅(jiān).高立新.廖一凡等.機(jī)械設(shè)備振動(dòng)故障監(jiān)測(cè)與診斷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010

[3]昌澤舟等.軸流通風(fēng)機(jī)使用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005