電廠轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障分析

李文龍

摘 要： 在電廠生產(chǎn)過程中需要使用大量的機(jī)械設(shè)備，例如汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，是電廠生產(chǎn)過程中的主要機(jī)械，近年來電廠生產(chǎn)過程中的故障率逐漸升高，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備故障是電廠生產(chǎn)運(yùn)行過程中的主要問題，本文對電廠轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障進(jìn)行分析，旨在提高電廠生產(chǎn)水平。

關(guān)鍵詞：電廠 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備 振動(dòng)故障 對策

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）07-0215-01

引言

電廠是電力生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹饕獔鏊?，?jù)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前電廠生產(chǎn)過程中有40%的故障都是由于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備故障引起的，汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等是電廠生產(chǎn)過程中的主要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，振動(dòng)故障是這些設(shè)備運(yùn)行過程中常見故障類型，出現(xiàn)振動(dòng)故障時(shí)應(yīng)該要及時(shí)進(jìn)行處理，防止事態(tài)嚴(yán)重對整個(gè)電廠生產(chǎn)產(chǎn)生影響和阻礙。在電廠運(yùn)行過程中可以采用離線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對電廠生產(chǎn)現(xiàn)場的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，并且采集設(shè)備的波形，對故障部位進(jìn)行確定，查找故障原因，對故障成因進(jìn)行分析和判斷，最終確定檢修時(shí)間，確保檢修過程順利完成，提高轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的性能。

一、電廠轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)故障

轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備是電廠運(yùn)行過程中的主要設(shè)備類型，在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，常規(guī)的振動(dòng)是有規(guī)律的振動(dòng)，是轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在正常的運(yùn)行狀態(tài)下的一種正?，F(xiàn)象，振動(dòng)的幅度不會(huì)太大，除了常規(guī)、正常的振動(dòng)之外，在設(shè)備運(yùn)行過程中還可能會(huì)出現(xiàn)一些異常振動(dòng)，超出轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的承受范圍，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性受到影響。產(chǎn)生振動(dòng)故障的原因是多種多樣的，例如轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備本身的質(zhì)量問題和介質(zhì)問題，如油溫、油質(zhì)、疏水等因素可能會(huì)導(dǎo)致異常振動(dòng)，外部操作不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致異常振動(dòng)。例如由于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)子的溫度異常導(dǎo)致的振動(dòng)故障十分常見，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備工作一段時(shí)間之后溫度會(huì)升高，材質(zhì)的內(nèi)應(yīng)力也會(huì)隨著溫度的升高而釋放，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形。另外，由于蒸汽參數(shù)的影響，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中受到蒸汽參數(shù)影響的時(shí)候也會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形，主要有臨時(shí)性完全變形和永久性完全變形兩種，對轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。再比如在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行的過程中如果存在摩擦振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)故障出現(xiàn)，如在減速過程中存在較大的摩擦，則會(huì)導(dǎo)降速過臨界時(shí)的振動(dòng)與正常情況下的升速相比較而言更大一些，當(dāng)機(jī)器停止工作之后大軸的晃度比較高。

二、電廠轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障分析

1.振動(dòng)分析的基本原理

轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行過程中形成的振動(dòng)頻譜包含了各種零部件的機(jī)械狀態(tài)信息，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的聯(lián)接及轉(zhuǎn)子存在不平衡的現(xiàn)象，齒輪箱中輪齒出現(xiàn)磨損、剝落、斷裂等問題，滑動(dòng)軸承中存在油膜震蕩等，都會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備頻譜出現(xiàn)異常，從函數(shù)關(guān)系中可以體現(xiàn)出振動(dòng)故障。

2.判斷轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障的基本方法

在電廠轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備工作過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種異常振動(dòng)現(xiàn)象，在進(jìn)行振動(dòng)故障處理的過程中，應(yīng)該首先要對故障進(jìn)行檢測，根據(jù)振動(dòng)故障發(fā)生時(shí)的頻率波形的變化特點(diǎn)、頻率的變化情況等對振動(dòng)故障的原因進(jìn)行分析，同時(shí)觀察振動(dòng)相位的變化情況以及相鄰軸承的相位間的相互關(guān)系，對轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速、溫度、負(fù)荷等各種參數(shù)進(jìn)行分析，將其與正常工作參數(shù)進(jìn)行對比，作為故障原因的分析依據(jù)。在檢測振動(dòng)故障的時(shí)候一般先對轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備主體進(jìn)行分析，然后對設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行分析，首先對轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢測，然后對設(shè)備的其他附屬部分進(jìn)行檢測，最終確定故障的原因以及故障位置，并且及時(shí)對故障進(jìn)行排查。

例如某鍋爐廠的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常振動(dòng)，廠內(nèi)維修人員在接到通知之后對異常振動(dòng)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查。技術(shù)人員首先用手摸風(fēng)機(jī)軸承的位置，發(fā)現(xiàn)比較燙手，而且風(fēng)機(jī)中的冷卻水中斷，因此技術(shù)人員判定是冷卻水的管道發(fā)生堵塞，通過進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)進(jìn)水的水閥被堵塞，從而影響設(shè)備進(jìn)水。另外，在鍋爐廠中風(fēng)機(jī)也很容易出現(xiàn)葉片磨損，從而導(dǎo)致振動(dòng)故障出現(xiàn)。例如某廠生產(chǎn)過程中，鍋爐風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中首先出現(xiàn)金屬撞擊的聲音，隨后開始出現(xiàn)異常抖動(dòng)，技術(shù)人員在對風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，在風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口雖然設(shè)置了旋風(fēng)除塵設(shè)備，但是設(shè)備上的灰塵積累較多，在鍋爐運(yùn)行過程中，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流會(huì)將粉塵帶入到風(fēng)機(jī)葉片的位置，并且產(chǎn)生與銼刀葉片相同的功能，使得葉片的磨損情況進(jìn)一步加重，從而使得風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中的振動(dòng)越來越嚴(yán)重。通過對裝置上的灰塵進(jìn)行清除之后，再次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)發(fā)現(xiàn)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且不會(huì)出現(xiàn)較大幅度的振動(dòng)，其振動(dòng)的幅度在可控范圍之內(nèi)。

另外，在考慮故障問題的時(shí)候，還要進(jìn)行綜合考慮，通常情況下轉(zhuǎn)子的不平衡狀態(tài)是通過頻譜圖來顯示的，對于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備而言，應(yīng)該要綜合考慮各種因素對轉(zhuǎn)子的影響，比如出現(xiàn)異常振動(dòng)的是剛性轉(zhuǎn)子，則應(yīng)該要對轉(zhuǎn)子的最大轉(zhuǎn)速進(jìn)行確定，并且對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速進(jìn)行對比，得出具體的診斷結(jié)論。同時(shí)還要區(qū)分出具體的相位，當(dāng)轉(zhuǎn)子的相位與頻率保持一致，則可以判定是基礎(chǔ)共振，如果轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的離心振幅有差速，則可能由于轉(zhuǎn)子不平衡造成的，對此可以加強(qiáng)對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制，使得轉(zhuǎn)子保持相對平衡，減少轉(zhuǎn)子不平衡帶來的異常振動(dòng)故障。

3.加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)與檢修

在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備中有很多振動(dòng)故障都是突發(fā)性的，突發(fā)的故障通常都是由于某個(gè)部位的零件脫落、損壞、線圈膨脹受阻、軸承油膜失穩(wěn)、蒸汽激振等引起的，在轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行過程中，應(yīng)該要及時(shí)對振動(dòng)故障進(jìn)行檢修，并且要積極加強(qiáng)對轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的日常維護(hù)管理，維修人員要定期對轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行檢測，對各種硬件進(jìn)行測試，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)維修，如果發(fā)現(xiàn)硬件已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)所需，則應(yīng)該要及時(shí)對硬件設(shè)備進(jìn)行更換，并且對更換之后的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，確保沒有問題之后再投入使用。

結(jié)語

綜上所述，電廠中的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備質(zhì)量直接影響電廠的生產(chǎn)安全性與穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備振動(dòng)故障是電廠常見故障之一，在電廠運(yùn)行過程中要對各種常見的振動(dòng)故障原因進(jìn)行分析，出現(xiàn)故障時(shí)要及時(shí)找到問題成因，并且進(jìn)行解決，以提高電廠轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的工作性能。

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