電站離心式風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障分析與處理的探討

劉煒

摘 要：離心式風(fēng)機(jī)屬于通用機(jī)械范疇，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門都有廣泛應(yīng)用。在火力發(fā)電廠中，離心式風(fēng)機(jī)是風(fēng)煙系統(tǒng)的動(dòng)力源，是不可缺少的輔助設(shè)備。作為一種大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械，離心式風(fēng)機(jī)在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于受到各種因素的影響，容易引發(fā)各種故障。這些故障直接影響到發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，有些故障甚至?xí)饳C(jī)組停機(jī)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在離心式風(fēng)機(jī)的各類故障中，振動(dòng)故障最為常見，也是影響火電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一。因此對(duì)離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行故障診斷分析，提出了相應(yīng)的解決對(duì)策，有利于保持離心式風(fēng)機(jī)良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及火電機(jī)組的長(zhǎng)周期運(yùn)行。本文通過理論與實(shí)際相結(jié)合的方式，對(duì)如何解決處理離心式風(fēng)機(jī)存在的故障進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的論述。

關(guān)鍵詞：離心式風(fēng)機(jī);振動(dòng);故障處理

1風(fēng)機(jī)使用中存在的問題

本單位所使用的離心式風(fēng)機(jī)為金通靈公司產(chǎn)品，型號(hào)為YKK630-6，兩端水平支撐，氣體進(jìn)入風(fēng)機(jī)內(nèi)部后會(huì)從下部逐漸往上部進(jìn)入，出口管部位向左旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)度數(shù)為0°，進(jìn)而水平出氣。驅(qū)動(dòng)端安裝滑動(dòng)軸承，非驅(qū)動(dòng)端安裝滑動(dòng)軸承，軸徑長(zhǎng)度為120mm。葉輪所采用的進(jìn)氣方式為兩側(cè)進(jìn)氣形式，所選用的葉片為直板后彎類型的葉片，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度以2970轉(zhuǎn)/min。風(fēng)機(jī)在使用數(shù)年以后，前端及后端位置的軸承振動(dòng)值高達(dá)5mm/s，跳車數(shù)值為11mm/s，報(bào)警數(shù)值為 6.3mm/s，其對(duì)機(jī)組的正常運(yùn)行產(chǎn)生了嚴(yán)重不良影響。曾多次對(duì)風(fēng)機(jī)開展停機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)兩軸瓦均存在摩擦、脫落及烏金裂紋等情況，進(jìn)行軸瓦的更換以后，振動(dòng)值進(jìn)一步增大，并產(chǎn)生一定的波動(dòng)，波動(dòng)數(shù)值在5～8mm/s。

2故障分析診斷

2.1 聯(lián)軸節(jié)對(duì)中

離心風(fēng)機(jī)在開展檢修工作過程中，必須依據(jù)檢修規(guī)定，嚴(yán)格進(jìn)行規(guī)程的檢修工作，檢修中發(fā)現(xiàn)復(fù)核徑向所產(chǎn)生的偏差數(shù)值在0.05mm 以內(nèi)，端面的偏差數(shù)值在0.03mm以內(nèi)，軸向所產(chǎn)生的偏移程度在0.2/1000以內(nèi)，對(duì)中數(shù)據(jù)處于正常水平。

2.2 軸瓦間隙

開焊壓鉛測(cè)量中，必須將軸瓦間隙控制在0.14～0.20mm，軸瓦間隙復(fù)核規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，離心風(fēng)機(jī)中，存在烏金脫落情況，且存在摩擦痕跡，軸瓦接近出口管方向位置的一側(cè)發(fā)生偏磨，在其運(yùn)行中并未產(chǎn)生超溫問題。

2.3 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡

轉(zhuǎn)子應(yīng)用中，依照 G0.4 級(jí)高速動(dòng)平衡試驗(yàn)進(jìn)行研究，所以轉(zhuǎn)子自身并未存在問題，但是轉(zhuǎn)子的葉輪上存在不均勻的積垢現(xiàn)象，其會(huì)嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。

2.4 轉(zhuǎn)子碰摩

對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)部件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)部件的口環(huán)位置處由于工藝介質(zhì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象而導(dǎo)致其表面存在擦痕，軸瓦表面存在摩擦情況，在干氣密封發(fā)電梳齒與輸氣管側(cè)部位也存在偏磨現(xiàn)象。

2.5 干氣密封座孔同心度偏差

采用杠桿百分表對(duì)干氣密封孔座徑開展上下偏差的檢查，其偏差在0.05mm范圍以內(nèi)，在水平方向所產(chǎn)生的偏差在0.10mm以內(nèi)，前后存在一致性，降低了測(cè)量過程中產(chǎn)生誤差的可能性，其屬于標(biāo)準(zhǔn)偏差需求的下限偏差指標(biāo)。

2.6 轉(zhuǎn)子與機(jī)座同心度偏差

由于軸承座與因基座并不是整體加工制造的，二者之間關(guān)系基本處于獨(dú)立情況下，依靠對(duì)軸水平度進(jìn)行測(cè)量檢測(cè)，可發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動(dòng)端軸承中心位置相對(duì)于驅(qū)動(dòng)端軸承中心位置的距離在0.4mm距離以下。

2.7 干氣密封影響

在檢查過程中，必須保障密封內(nèi)件運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性，確保運(yùn)轉(zhuǎn)過程中未存在卡澀情況，其僅發(fā)現(xiàn)梳齒密封依靠出口管一側(cè)水平方向產(chǎn)生偏磨。

2.8 球面軸承問題

球面軸承應(yīng)用過程中，若是產(chǎn)生底座變形、過盈量不充足或者過盈量數(shù)值過大問題，這一情況的存在將直接導(dǎo)致軸瓦形狀變化、軸瓦抖動(dòng)及軸瓦自調(diào)心功能喪失。

2.9 機(jī)座問題

分析軸承座與機(jī)座獨(dú)立設(shè)計(jì)制作情況，分析軸瓦偏磨現(xiàn)象及干氣密封梳齒偏磨情況，機(jī)組應(yīng)用中，會(huì)受到出口管膨脹盈利的極大影響，機(jī)座與軸承中心偏移的可能性較高。

從以上因素開展綜合分析研究，在振動(dòng)過程中，最主要的影響因素包括以下幾個(gè)方面：①轉(zhuǎn)子結(jié)垢，其對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡機(jī)制產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。②轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡系統(tǒng)受到影響，導(dǎo)致軸瓦部位、口環(huán)部位及梳齒部位產(chǎn)生碰撞摩擦。③管道熱膨脹應(yīng)力的存在，導(dǎo)致軸承中心與機(jī)座中心位置出現(xiàn)偏移情況，導(dǎo)致管道應(yīng)用中產(chǎn)生機(jī)座與軸承之間的摩擦。④機(jī)組安裝過程中存在誤差和熱膨脹變形情況，其極易誘發(fā)碰撞摩擦和振動(dòng)。轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡系統(tǒng)一旦受到影響出現(xiàn)破壞，將直接導(dǎo)致軸瓦摩擦碰撞，梳齒摩擦碰撞。

3 測(cè)試確認(rèn)及整改調(diào)整過程

3.1 振動(dòng)信號(hào)測(cè)試

在開展振動(dòng)信號(hào)測(cè)試過程中，所選用的工具為頻譜分析儀，應(yīng)用其開展信號(hào)的測(cè)試工作，發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組前后端位置的軸承均出現(xiàn)高頻振動(dòng)狀況，其已經(jīng)占據(jù)大分量的5倍振動(dòng)、6倍振動(dòng)、7倍振動(dòng)、8倍振動(dòng)及11倍振動(dòng)，可見，轉(zhuǎn)子應(yīng)用中，軸瓦摩擦碰撞情況時(shí)有發(fā)生，且其中依然存在軸承損壞的可能性。離心風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端的軸承 H 方向振動(dòng)頻率測(cè)試結(jié)果表面，在測(cè)試頻率為242.5Hz情況下，振動(dòng)值為2.39mm/s，在測(cè)試頻率為292.5Hz情況下，振動(dòng)值為1.92mm/s，在測(cè)試頻率為535.0Hz情況下，振動(dòng)值為1.66mm/s，在測(cè)試頻率為340.0Hz情況下，振動(dòng)值為1.40mm/s，在測(cè)試頻率為245.0Hz情況下，振動(dòng)值為1.39mm/s，在測(cè)試頻率為390.0Hz情況下，振動(dòng)值為 1.38mm/s。

3.2 前后點(diǎn)位移變化

機(jī)座四角位置，需要依次進(jìn)行8塊百分表的假設(shè)，在測(cè)量啟動(dòng)前后個(gè)點(diǎn)的位移變化前，可見其在開機(jī)時(shí)間為8h以后，在位于機(jī)座位置，向左旋轉(zhuǎn)180°方向的位置會(huì)產(chǎn)生0.25mm的位移，在此情況下，可見轉(zhuǎn)子軸承的中心產(chǎn)生偏離現(xiàn)象，其嚴(yán)重影響了軸瓦與轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致其出現(xiàn)碰撞摩擦情況。

3.3 整改調(diào)整

應(yīng)用非驅(qū)動(dòng)端軸承底座位置，將厚度為0.4mm的鋼皮加墊在其位置下，調(diào)整轉(zhuǎn)子的水平度，將其控制在0.05mm/s

以內(nèi)。經(jīng)拆檢出口管橫向型的大拉桿膨脹節(jié)，可見導(dǎo)流筒及波紋管位置存儲(chǔ)了大量積垢，其會(huì)誘發(fā)膨脹節(jié)失效問題，為降低管道對(duì)基座部位產(chǎn)生的影響，必須在基座四角部位進(jìn)行頂緊螺栓的安裝，并對(duì)其進(jìn)行旋緊處理，以保障機(jī)座不會(huì)產(chǎn)生偏移問題，將風(fēng)機(jī)的出口管道進(jìn)行固定，將固定支撐向可滑移支撐轉(zhuǎn)變，對(duì)管道所產(chǎn)生的膨脹盈利產(chǎn)生消除，以此保障及做不會(huì)受到管道熱應(yīng)力影響，不會(huì)產(chǎn)生偏移。采用鉛壓法對(duì)球面瓦底座的接觸面積進(jìn)行檢測(cè)過程中，同時(shí)對(duì)過盈量進(jìn)行檢測(cè)，確保其接觸面積能夠超過70%，對(duì)瓦背部位，其主要位于驅(qū)動(dòng)端部位，進(jìn)行鋼墊的加墊，合理控制過盈量，維持其在0～0.02mm，非驅(qū)動(dòng)端進(jìn)行鋼墊的添加后，控制過盈量在0.01～0.04mm，以此保障瓦座不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)問題。

4? 離心式風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的預(yù)防措施

4.1及時(shí)消除風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡的缺陷

離心式風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中所輸送的煙氣內(nèi)部包含有大量粉塵等雜物并且風(fēng)殼內(nèi)的溫度高于煙氣露點(diǎn)會(huì)發(fā)生煙氣硫霧凝結(jié)現(xiàn)象，從而加劇離心風(fēng)機(jī)葉輪的磨損、腐蝕等現(xiàn)象，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)。為減少此種振動(dòng)的發(fā)生，相關(guān)人員往往需要通過設(shè)置風(fēng)殼中高溫高壓蒸汽吹掃管道，從而避免該裝置在離心式風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中堆積灰塵。另外，在機(jī)組檢修過程中檢查葉輪，如果存在腐蝕、磨損等現(xiàn)象，要及時(shí)更換，隨后應(yīng)用動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)對(duì)葉輪加以平衡校準(zhǔn)。

4.2提高風(fēng)機(jī)安裝的規(guī)范性

在離心式風(fēng)機(jī)的裝配過程中，相關(guān)安裝人員必須嚴(yán)格遵守安裝規(guī)范，提高葉輪安裝精度，風(fēng)機(jī)運(yùn)行前要進(jìn)行葉輪的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用動(dòng)平衡修復(fù)方式，通過加裝配重等方式來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。為了減弱風(fēng)機(jī)機(jī)殼在風(fēng)機(jī)的運(yùn)行過程中存在的振動(dòng)，保持風(fēng)機(jī)整體的穩(wěn)定性，必須在安裝過程中對(duì)機(jī)身進(jìn)行必要的加固處理，如在機(jī)殼底部設(shè)立兩根豎管支撐，側(cè)面設(shè)置斜管支撐。

5 結(jié)語(yǔ)

離心式風(fēng)機(jī)在使用中一旦發(fā)生故障，相關(guān)人員需要根據(jù)故障表現(xiàn)對(duì)故障類型進(jìn)行確認(rèn)并分析故障產(chǎn)生的原因，隨之采取正確的方法進(jìn)行維修處理，使得風(fēng)機(jī)能夠在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常的運(yùn)行狀態(tài)，從而保障整個(gè)發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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