淺談轉動機械故障診斷及處理

趙永忠

（江蘇華電揚州發(fā)電有限公司，江蘇 揚州225007）

0 引言

電廠的特點是自動化水平高、連續(xù)生產，一旦各類轉動機械發(fā)生故障，將影響整個機組的正常運行。在設備檢修管理工作中，如果單憑檢修人員的感觀和經驗來判斷設備故障已不能適應現(xiàn)代化生產的需要，而采用轉動機械故障診斷技術則有助于我們及時防止和處理設備故障。

1 原因分析及診斷處理

造成轉動機械故障的原因可能是多方面的，主要有軸承（包括滾動軸承、滑動軸承）缺陷、聯(lián)軸器中心不符合要求、機械松動、轉子不平衡及軸彎曲等多種原因及上述多種原因的組合。

1.1 滾動軸承缺陷

故障表現(xiàn)為滾子或滾道出現(xiàn)剝落、凹痕、破裂、腐蝕或雜物進入，產生的主要原因是軸承質量不高、安裝不當、軸承與軸的配合不正確、潤滑不好等。

例如：型號為IZ300－250－765的灰渣泵，轉速985r／min，揚程90～97.5m。在運行中發(fā)現(xiàn)設備本體軸承及泵殼的振動值逐漸變大，水平振動最大達到300μm以上，且軸承溫度偏高，兩側都在65℃左右，對其進行檢測，頻譜圖中發(fā)現(xiàn)在6.5Hz和78Hz處都有明顯的波峰，在高頻區(qū)還有群峰出現(xiàn)，對照頻譜圖進行分析，判斷該泵軸承滾子、保持架、外滾道都已損壞，經過查閱臺賬，發(fā)現(xiàn)該灰渣泵運行時間累計已超過15 000h。經過解體檢修發(fā)現(xiàn)，判斷正確。更換軸承后，該設備運轉正常。

1.2 滑動軸承缺陷

引起滑動軸承故障的原因主要有：間隙過大或過小，油膜渦動和油膜震蕩，滑動軸承質量存在問題，潤滑不良，長期在振動大或溫度高的情況下運轉。

例如：型 號 為 Y4－2×61－01No26.5F 的 引 風 機，風 量756 100m3／h，葉輪直徑2 650mm，轉速747／598r／min。在運行中發(fā)現(xiàn)該風機振動偏大，本體西軸承水平方向振動最大達到175～190μm，溫度測點顯示，該軸瓦溫度為48℃，比引風機其他軸瓦的溫度高8～10℃，對其進行頻譜檢測，頻譜圖中發(fā)現(xiàn)在5Hz附近有明顯的波峰，且在軸向振動的渦動頻率處份量較小，對照進行頻譜分析，初步判斷該滑動軸承間隙過大。小修時進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)該滑動軸承頂隙超標，且下瓦有起皮現(xiàn)象，實踐證明，我們的判斷基本正確。對其進行研刮，重新調整間隙，試轉后，設備運行正常。

1.3 機械松動

機械松動分為結構松動和轉動部件松動，造成結構松動的原因是安裝不良、長期腐蝕、磨損造成其結構或基礎損壞；轉動部件松動的主要原因是零部件損壞，軸承與軸配合不當，軸承內圈與軸產生相對運動。

例如：DTM380／830Ⅳ磨煤機，其電機型號為 Y1000－10／1430，功率為1 000kW，電壓為6kV，電流為123A，轉速為595r／min。每年都會發(fā)生電機軸瓦振動大、溫度高等缺陷，有時振動值最大達到500μm以上，每年都要進行很多次的搶修，但都未能找出振動大的根本原因。通過請教專家以及后來我們對設備故障診斷工作認識的積累，用現(xiàn)場頻譜儀對設備狀態(tài)進行檢測，并在出現(xiàn)故障時進行檢測分析比較，發(fā)現(xiàn)其頻譜圖與正常時相比，除基頻16Hz處有明顯的波峰外，在3～10倍頻還有很大的份量，基本確定電機振動的原因是電機基礎不牢，提出對電機地腳進行加固的辦法，并取得了明顯的效果。實踐證明，我們的判斷是正確的。

1.4 轉子不平衡

引起轉子不平衡的原因有裝配不當、轉子上有附加物產生、轉子受到磨損、轉子破裂或丟失部件等，具體表現(xiàn)為：徑向振動大，而其他方向的振動值較小，徑向振動隨轉速增大而增大，在頻譜圖上表現(xiàn)為基頻有穩(wěn)定的高峰，其他倍頻振幅較小。

例如：型號為Y4－73－12－18D左135的引風機，本體軸承水平振動超過200μm，垂直方向及軸向振動值都在100μm以內，電機振動值均正常，運用VA－11B現(xiàn)場頻譜儀對設備狀態(tài)進行檢測，并與前期檢測頻譜圖進行比較，發(fā)現(xiàn)在其基頻上有一明顯波峰，初步判定是轉子不平衡引起，經過檢查，發(fā)現(xiàn)風機每片葉輪上都有約80mm的積灰，造成風機轉子不平衡。經過清灰后，風機運行正常。

2 注意事項

運用狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術，可以更方便、更快捷、更有效地把握設備運行狀況，提高設備維修水平。對設備的分析與診斷，如果單靠一兩次測量往往不能準確把握故障的原因，要定期對設備進行多次測量分析、搜集數(shù)據(jù)、對照比較，從中找出變化的趨勢及引起振動的主要原因。對設備進行狀態(tài)監(jiān)測要規(guī)范化、制度化，規(guī)范測點管理，定部位、定儀器、定周期對設備進行常規(guī)監(jiān)測，及時掌握設備運行狀態(tài)，有利于進行設備實際運行狀況的技術評價。對狀態(tài)良好的設備，可適當放寬監(jiān)測頻次；而對狀態(tài)異常的設備，應增加測量的頻次，以便及早查明原因。

3 經驗總結

轉動機械在運行中發(fā)現(xiàn)振動大、溫度高等 異常情況，以前檢修人員都是對設備聯(lián)軸器中心、地腳、軸承及轉子不平衡進行逐步檢查，需要花費很多檢修時間和精力，同時對機組的安全穩(wěn)定運行也帶來了影響。

設備的檢測通常是指通過測定設備的某一特征參數(shù)（如振動、溫度），來檢查其狀態(tài)是否正常。當特征參數(shù)小于允許值時認為正常，否則認為異常。而設備故障診斷技術是通過了解和掌握設備在線使用的狀態(tài)，結合設備的運行歷史，對設備可能要發(fā)生或已經發(fā)生的故障進行預報、分析、判斷，確定故障性質、類別、程度、原因、部位，指出故障發(fā)生和發(fā)展的趨勢及后果，提出控制故障繼續(xù)發(fā)展的措施，通過采取調整、維修、治理的對策消除故障，最終使設備恢復正常狀態(tài)。

設備故障診斷技術和狀態(tài)監(jiān)測作為現(xiàn)代化設備管理的重要組成部分，是設備管理與維修管理必不可少的手段。尤其是在電廠面臨煤價上漲而相對電價較低這一形勢的今天，如何提高設備的安全穩(wěn)定運行水平，控制和降低設備維修成本是企業(yè)管理的重要環(huán)節(jié)。

設備故障診斷技術是一門新興綜合性學科，在實踐中還需進一步探討與發(fā)展。加之設備千差萬別，外部運行條件各不相同，同時故障往往有多種不同的信號反應，而有些信號往往介于兩種或多種可能的故障之間，不是一一對應關系。這就要求我們從實際出發(fā)，具體問題具體分析，平時勤于觀察，收集好第一手資料，注意數(shù)據(jù)的積累，不斷提高自身技術水平。因為引起轉動機械振動的原因是多方面的，所測出的信號也是多個信號的組合，這就要求對監(jiān)測人員加強培訓、不斷提高監(jiān)測水平，這樣才能做到準確判斷、靈活運用，把設備管理工作提高到一個更高的水平。

［1］何川，郭立君.泵與風機［M］.4版.北京：中國電力出版社，2008.

［2］牛明忠，王葆華，王桂亮.設備故障的振動識別方法與實例［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

［3］張學延.汽輪發(fā)電機組振動診斷［M］.北京：中國電力出版社，2008.