精密點(diǎn)檢在華能海門電廠轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械中的應(yīng)用實(shí)踐

白玉峰，孫偉鵬，江永，陳旻，楊桂勉

(華能海門電廠，廣東汕頭515132)

精密點(diǎn)檢在華能海門電廠轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械中的應(yīng)用實(shí)踐

白玉峰，孫偉鵬，江永，陳旻，楊桂勉

(華能海門電廠，廣東汕頭515132)

以精密點(diǎn)檢的理念對(duì)發(fā)電廠轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械進(jìn)行振動(dòng)頻譜及Peakvue采樣，通過頻譜及Peakvue的振動(dòng)機(jī)理分析，能較為準(zhǔn)確地判斷轉(zhuǎn)動(dòng)輔機(jī)振動(dòng)的主要原因，從而了解設(shè)備狀態(tài)，保證設(shè)備安全運(yùn)行。精密點(diǎn)檢為火力發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行提供安全保障。

精密點(diǎn)檢；頻譜分析；Peakvue；故障診斷

振動(dòng)監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為很多電廠預(yù)知性檢修程序中使用的首要技術(shù)?？梢栽跈C(jī)器發(fā)生嚴(yán)重故障前探測(cè)和診斷機(jī)器故障〔1〕。狀態(tài)維修就是利用先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)制定檢修計(jì)劃〔2〕。通過精密點(diǎn)檢，可以避免過維修、避免故障檢修，合理的備品備件庫(kù)存，維修有的放矢、節(jié)約維修時(shí)間和維修成本，通過及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，準(zhǔn)確分析故障原因〔3〕，保證了機(jī)組最大程度的安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。

1 振動(dòng)超標(biāo)情況

某電廠裝有1 036 MW機(jī)組4臺(tái)，每臺(tái)鍋爐配備兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)及GGH脫硫低泄漏風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)型號(hào)HA47448－2F，低泄漏風(fēng)機(jī)型號(hào)BVF 141。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)4號(hào)機(jī)組引風(fēng)機(jī)B、4號(hào)機(jī)組低泄漏風(fēng)機(jī)水平振動(dòng)、垂直振動(dòng)、軸向振動(dòng)均嚴(yán)重超標(biāo)。通過觀察發(fā)現(xiàn)4號(hào)鍋爐低泄漏風(fēng)機(jī)就地異音明顯且有周期性，葉輪內(nèi)部無(wú)明顯摩擦聲。故障現(xiàn)象:就地用聽針聽有異音，現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)偏大。4號(hào)爐引風(fēng)機(jī)B就地?zé)o明顯異音，但其垂直方向及軸向振動(dòng)偏大。

2 振動(dòng)超標(biāo)原因分析

引起風(fēng)機(jī)側(cè)軸承振動(dòng)大的原因有:1)風(fēng)機(jī)葉輪不平衡；2)風(fēng)機(jī)找中心不對(duì)中；3)機(jī)械松動(dòng)，地腳螺栓未擰緊；4)地基不牢固；5)振動(dòng)與其他頻率振動(dòng)發(fā)生共振；6)軸承及壓蓋配合緊力不夠，引起軸承跑內(nèi)圈跑外圈；7)軸承故障損壞〔4〕。

就地對(duì)4號(hào)爐低泄漏風(fēng)機(jī)進(jìn)行頻譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)其徑向振動(dòng)數(shù)值為8 mm/s(預(yù)警值為5 mm/s)，并有大量諧波存在且數(shù)值接近8 mm/s。使用CSI2130對(duì)軸承進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)其peakvue幅值達(dá)到40，且從peakvue頻譜圖發(fā)現(xiàn)其有大量諧波存在。對(duì)4號(hào)爐引風(fēng)機(jī)B進(jìn)行頻譜分析，其高頻成分為其振動(dòng)的主要原因。高負(fù)荷時(shí)4號(hào)B引風(fēng)機(jī)就地測(cè)點(diǎn)振動(dòng)較大且軸向最為明顯，地基無(wú)震感。

3 處理情況

3.1 4號(hào)爐低泄漏風(fēng)機(jī)

針對(duì)4號(hào)爐低泄漏風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的可能原因?qū)ζ溥M(jìn)行如下處理:1)對(duì)低泄漏風(fēng)機(jī)地腳進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)地腳螺栓存在松動(dòng)。緊固地腳后振動(dòng)略微衰減，但仍有異音；2)風(fēng)機(jī)軸承座基礎(chǔ)振動(dòng)偏小，較為牢固；3)停運(yùn)風(fēng)機(jī)打開軸承端蓋對(duì)其軸承室進(jìn)行油脂清理，外觀檢查軸承滾珠滾道均無(wú)異常，使用鉛絲對(duì)其軸承游隙進(jìn)行檢查其游隙為0.18 mm，符合檢修標(biāo)準(zhǔn)；4)對(duì)其軸承蓋緊力進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其軸承蓋上端存在0.13 mm頂隙不符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)從軸承蓋上端發(fā)現(xiàn)其軸承外圈壓痕，存在軸承跑外圈的跡象；5)在軸承端蓋內(nèi)固定0.15 mm的不銹鋼墊片，補(bǔ)充潤(rùn)滑脂后押票對(duì)其進(jìn)行試轉(zhuǎn)，就地?zé)o異音，振動(dòng)幅值明顯降低，僅為為3.6 mm/s(圖1)。使用peakvue對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，其數(shù)值從40降低為19，且?guī)缀醪淮嬖谥C波(圖 2)。

圖1 4號(hào)爐低泄漏風(fēng)機(jī)振動(dòng)數(shù)值

圖2 4號(hào)爐低泄漏風(fēng)機(jī)peakvue數(shù)值

3.2 4號(hào)爐引風(fēng)機(jī)B

華能海門電廠成立了精密點(diǎn)檢小組，每個(gè)月都會(huì)對(duì)機(jī)組重要輔機(jī)進(jìn)行精密測(cè)量和分析，由于4B引風(fēng)機(jī)為小汽機(jī)驅(qū)動(dòng)，每次測(cè)量頻譜數(shù)值會(huì)有些許差異。經(jīng)過多次采樣發(fā)現(xiàn)其X，Y方向振動(dòng)多次出現(xiàn)諧波，數(shù)值為0.5～2.5 mm/s之間，說明其可能存在松動(dòng)不穩(wěn)的情況。而頻譜測(cè)量，其軸向振動(dòng)在8～18 mm/s之間，其始終為振動(dòng)的最大來源〔3〕。頻譜高頻成分為其振動(dòng)的主要來源，隨著機(jī)組負(fù)荷變化，小機(jī)轉(zhuǎn)速變化，其振動(dòng)頻率在300 Hz～600 Hz均為數(shù)值偏高，其高頻振動(dòng)偏高不排除軸承箱軸承有問題〔5〕。

4B引風(fēng)機(jī)振動(dòng)偏大，確認(rèn)探頭無(wú)異常后，將其振動(dòng)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行加固處理，減小測(cè)點(diǎn)支架帶來的振動(dòng)，加固后整體振動(dòng)數(shù)值還是會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大，趨勢(shì)較之前平緩且數(shù)值有所減小，偶有突變現(xiàn)象產(chǎn)生。2016年6—7月期間，4號(hào)爐B引風(fēng)機(jī)在機(jī)組負(fù)荷升降時(shí)，隨引風(fēng)機(jī)小機(jī)轉(zhuǎn)速變化、靜葉開度變化時(shí)振動(dòng)變量不穩(wěn)，特別是小機(jī)轉(zhuǎn)速在4000 r/min左右時(shí)，Y方向達(dá)到5.0 mm/s甚至達(dá)到7.26 mm/s，正常工況引風(fēng)機(jī)軸承的振動(dòng)速度均方根值Vrms小于4.6 mm/s。，且不僅為Y方向振動(dòng)變大，X方向振動(dòng)也有變大的趨勢(shì)，現(xiàn)場(chǎng)巡視時(shí)就地地基無(wú)震感，地腳螺栓未見松動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)也未聽到軸承異音。

對(duì)4B引風(fēng)機(jī)進(jìn)行解體，檢查發(fā)現(xiàn):

1)解體后聯(lián)軸器中心數(shù)據(jù)復(fù)測(cè)，偏差較大。

2)葉片形貌顯示葉片無(wú)損傷、無(wú)裂痕，表面有少量灰塵，但未出現(xiàn)塵粒磨損跡象，其根部焊縫厚實(shí)、無(wú)裂紋，葉頂無(wú)磨痕。葉片頂部與外殼之間的徑向間隙符合標(biāo)準(zhǔn)，拆除后檢查原軸承箱端部螺栓無(wú)松動(dòng)或斷裂現(xiàn)象。

3)原測(cè)點(diǎn)支架縮短70 mm，其位置未動(dòng)，并進(jìn)行加固焊接處理。靜葉開關(guān)度未見異常，無(wú)卡澀現(xiàn)象，每片靜葉開關(guān)均勻且同步。

4)原軸承箱解體發(fā)現(xiàn)油脂顏色呈黃褐色，沒有高溫變色跡象，推力軸承游隙變大，其表面有凹坑及金屬沫狀物，軸承外圈損壞 (圖3)。風(fēng)機(jī)側(cè)聯(lián)軸器彈性膜片未見腐蝕變形、松動(dòng)、斷裂現(xiàn)象，更換軸承箱。

圖3 引風(fēng)機(jī)軸承損壞情況

現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)對(duì)引風(fēng)機(jī)B進(jìn)行高、低速振動(dòng)測(cè)試，讓其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，X方向和Y方向振速均波動(dòng)，但變量幅度較小；轉(zhuǎn)速為高速期間，X方向和Y方向振速均出現(xiàn)躍點(diǎn)且變量不均，線性較差。根據(jù)頻譜數(shù)據(jù)分析得知可能是葉片或根部有損傷，解體時(shí)未發(fā)現(xiàn)葉片及其根部有損傷，故排除這一因素造成的振動(dòng)〔6〕。

聯(lián)軸器中心根據(jù)AN型軸流風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器安裝說明書要求:小機(jī)側(cè)上張口、風(fēng)機(jī)側(cè)下張口0.20±0.05 mm，左右張口軸向偏差≤0.10 mm。經(jīng)復(fù)查聯(lián)軸器中心尺寸得知:小機(jī)側(cè)上張口0.16 mm，小機(jī)側(cè)左張口0.37；風(fēng)機(jī)側(cè)下張口0.79 mm，風(fēng)機(jī)側(cè)有張口0.28 mm，且復(fù)查聯(lián)軸器螺栓產(chǎn)生緊力符合標(biāo)準(zhǔn)，沒有緊力不足現(xiàn)象。

故聯(lián)軸器中心偏差大是引風(fēng)機(jī)振動(dòng)的直接因素，造成此原因發(fā)生的因素懷疑是引風(fēng)機(jī)長(zhǎng)周期運(yùn)行，風(fēng)機(jī)本體基礎(chǔ)沉降造成基礎(chǔ)水平面變化，造成風(fēng)機(jī)中心偏差大引發(fā)共振，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷和轉(zhuǎn)速大幅度增減時(shí)，引起軸系扭振增加〔7〕。

軸承箱間隙調(diào)整不當(dāng)所引起的振動(dòng)特征為振動(dòng)值以軸向?yàn)樽畲?，水平、垂直較小，經(jīng)查閱前檢修記錄，4B引風(fēng)機(jī)軸承箱的軸承游隙和裝配間隙均符合標(biāo)準(zhǔn)，雖然Y方向振值較大，但軸向振值相對(duì)較小，故排除軸承箱裝配不良的因素〔8〕。本次檢修解體軸承發(fā)現(xiàn)油脂顏色黃褐色，推力軸承游隙變大，但內(nèi)圈與主軸配合無(wú)松動(dòng)，滾子體盤動(dòng)靈活并伴隨晃動(dòng)聲，其表面有凹坑及金屬沫狀物，軸承外圈損傷。但從軸承箱端面螺栓無(wú)松動(dòng)的情況看，是軸向承力過大引起，但是從軸承表面看凹坑小，軸承外圈晃動(dòng)幅度小，可初步推斷軸承損壞屬于近期產(chǎn)生，故軸承箱軸承損壞也是造成本次風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的主要原因〔9〕。

4 結(jié)語(yǔ)

基于精密點(diǎn)檢技術(shù)的狀態(tài)檢修越來越受到各電廠的重視，安全，可靠，節(jié)能，環(huán)保是電力生產(chǎn)管理的永恒話題，設(shè)備管理是發(fā)電企業(yè)本質(zhì)安全的基礎(chǔ)，是保證可靠，經(jīng)濟(jì)及環(huán)保運(yùn)行的基礎(chǔ)〔10〕。該廠推行精密點(diǎn)檢制度，涉及到振動(dòng)監(jiān)測(cè)，紅外監(jiān)測(cè)，油液分析，壁厚監(jiān)測(cè)等手段，經(jīng)過近半年的實(shí)施，先后發(fā)現(xiàn)了4號(hào)機(jī)組脫硫GGH低泄露風(fēng)機(jī)軸承故障，4號(hào)機(jī)組引風(fēng)機(jī)B不對(duì)中及軸承故障，1A給水泵前置泵電動(dòng)機(jī)缺油導(dǎo)致軸承溫度高，1A引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端因動(dòng)不平衡引起的振動(dòng)偏大，每月撰寫精密點(diǎn)檢報(bào)告，有效的保證了機(jī)組最大化的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

〔1〕沙德生，陳江.火電廠設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)與管理 〔M〕.北京:中國(guó)電力出版社，2016.

〔2〕楊建剛.旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)分析與工程應(yīng)用 〔M〕.北京:中國(guó)電力出版社，2007.

〔3〕陳江，沙德生.電廠輔機(jī)振動(dòng)故障診斷與處理 〔J〕.電站輔機(jī)，2003(1):24-27.

〔4〕陸頌元，汪江，劉曉鋒，等.關(guān)于我國(guó)發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修實(shí)施模式的探討 〔J〕.汽輪機(jī)技術(shù)，2004，46(6):401-404.

〔5〕王浩.試析精密點(diǎn)檢及遠(yuǎn)程設(shè)備診斷在電廠設(shè)備管理中的應(yīng)用〔J〕.黑龍江科技信息，2016(32):96.

〔6〕楊得清.精密點(diǎn)檢在故障診斷中的應(yīng)用 〔J〕.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016(27):36，74.

〔7〕曹景芳.四部曲精密點(diǎn)檢管理模式及應(yīng)用 〔J〕.華電技術(shù)，2016，38(2):53-54.

〔8〕柯愈龍，陳光，吳崢峰，等.火力發(fā)電廠設(shè)備精密點(diǎn)檢體系及其應(yīng)用 〔J〕.華電技術(shù)，2015，37(5):21-23.

〔9〕陳占鵬.精密點(diǎn)檢及遠(yuǎn)程設(shè)備診斷在電廠設(shè)備管理中的應(yīng)用〔J〕. 科技資訊， 2015(1):115， 117.

〔10〕夏元平，牟來瓊，王思永，等.動(dòng)力設(shè)備精密點(diǎn)檢的探索研究 〔J〕.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013(5):64.

Precision Check Application on Rotating Machinery in Huaneng Haimen Power Plant

BAI Yufeng， SUN Weipeng， JIANG Yong， CHEN Min， YANG Guimian
(Huaneng Haimen Power Plant， Shantou 515132， China)

Rotating machinery vibration spectrum and Peakvue sampling by using precision check，through the analysis of the mechanism of vibration spectrum and Peakvue， it can judge accurately the main cause of rotating auxiliary engine vibration，thus knowing the equipment status and ensuring the safe operation of the equipment.Precision check can provide security for the operation of the thermal power plant units.

precision check； spectrum analysis； Peakvue； fault diagnosis

TM621.3

B

1008-0198(2017)05-0064-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.05.016

2017-03-09

白玉峰(1969)，碩士，高級(jí)工程師，從事大型火力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)管理及其優(yōu)化工作。