一二期排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)超標(biāo)原因分析與治理

華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠 李生偉 曹景芳

1 概述

某電廠一二期16臺(tái)排粉機(jī)電機(jī)根據(jù)節(jié)能需要，在2011—2015年相繼由J系列高耗能電機(jī)改造成Y系列節(jié)能電機(jī)，部分還進(jìn)行了變頻改造。新電機(jī)是在原電機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的，新電機(jī)較原電機(jī)尺寸加長(zhǎng)，超出原臺(tái)板30cm，原臺(tái)板長(zhǎng)度不夠，進(jìn)行了焊接延長(zhǎng)；因新電機(jī)中心高度低，在電機(jī)與原臺(tái)板間增加一層電機(jī)附件，附件結(jié)構(gòu)為上下兩層非整體鋼板，中間用肋板連接，如圖1、圖2所示。

圖1 改造后排粉機(jī)電機(jī)延長(zhǎng)部分

圖2 改造后排粉機(jī)電機(jī)附件結(jié)構(gòu)

2 存在問(wèn)題

技術(shù)改造后，多臺(tái)排粉機(jī)電機(jī)陸續(xù)出現(xiàn)了不同程度的振動(dòng)超標(biāo)問(wèn)題，成為一種共性問(wèn)題。2014年至2021年一二期排粉機(jī)電機(jī)出現(xiàn)的振動(dòng)超標(biāo)問(wèn)題的不完全統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。

表1 2014-2021年排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)超標(biāo)不完全統(tǒng)計(jì)

3 原因分析及處理措施

期間多次進(jìn)行過(guò)檢修處理均未能徹底解決，為查找根本原因，開(kāi)展了該問(wèn)題技術(shù)攻關(guān)。下文以#2爐乙排粉機(jī)為例進(jìn)行分析。

3.1 2014年1月#2爐乙排粉機(jī)

1月16日發(fā)現(xiàn)#2爐排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)超標(biāo)，最大為164μm（振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)≤85μm），見(jiàn)表2。

表2 #2爐乙排粉機(jī)振動(dòng)位移值（測(cè)量工具：Vm-63a；單位：μm）

從測(cè)量的頻譜圖看，電機(jī)驅(qū)動(dòng)端及非驅(qū)動(dòng)端的頻譜圖主要振動(dòng)頻率仍均為1X轉(zhuǎn)速頻率（如圖3、4所示），分析存在基礎(chǔ)松動(dòng)[1]。

圖3 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)自由端軸承頻譜圖（1月16日）

圖4 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承頻譜圖（1月16日）

將測(cè)量點(diǎn)下移至電機(jī)基礎(chǔ)四個(gè)角進(jìn)行差別振動(dòng)測(cè)試，測(cè)量發(fā)現(xiàn)電機(jī)四個(gè)角處電機(jī)底腳、底腳螺栓、附件、臺(tái)板處存在明顯差別，具體數(shù)值見(jiàn)表3。從表3中可以看出，西南角與東北角差別振動(dòng)過(guò)大，西南角垂直方向電機(jī)底腳與附件之間差別振動(dòng)達(dá)124μm，西南側(cè)電機(jī)底腳與附件處有明顯“咬手”現(xiàn)象，說(shuō)明電機(jī)與附件接觸不良。

表3 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)位移值（1月16日）測(cè)量工具：Vm-63a；單位：μm

診斷結(jié)論：#2爐乙排粉機(jī)電機(jī)與附件，附件與原臺(tái)板之間存在接觸不良。建議措施：建議對(duì)電機(jī)與排粉機(jī)重新找正，消除接觸不良問(wèn)題。檢修處理情況：對(duì)電機(jī)重新找正，更換合適墊片，啟動(dòng)后振動(dòng)值合格。

3.2 2014年3月#2爐乙排粉機(jī)

3月27日跟蹤發(fā)現(xiàn)#2爐乙排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)較大變化，振動(dòng)值見(jiàn)表4。

表4 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)位移值（3月29日）測(cè)量工具：Vm-63a；單位：μm

問(wèn)題分析：從測(cè)量的頻譜圖看（如圖5、圖6所示），電機(jī)驅(qū)動(dòng)端及非驅(qū)動(dòng)端的頻譜圖主要振動(dòng)頻率為1X轉(zhuǎn)速頻率及其諧波頻率，并且1X、2X、3X轉(zhuǎn)速頻率相對(duì)突出。

圖5 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)自由端軸承頻譜圖（3月27日）

圖6 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承頻譜圖（3月27日）

將測(cè)量點(diǎn)下移至電機(jī)基礎(chǔ)四個(gè)角進(jìn)行差別振動(dòng)測(cè)試，測(cè)量發(fā)現(xiàn)電機(jī)四個(gè)角處電機(jī)底腳、底腳螺栓、臺(tái)板、框架處存在明顯差別，具體數(shù)值見(jiàn)表5。

表5 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)情況（3月27日）測(cè)量工具：Vm-63a；單位：μm

從表5中可以看出，西南角、東北角、東北角差別振動(dòng)過(guò)大。與以前測(cè)量數(shù)據(jù)相比，振動(dòng)狀態(tài)有了較大變化，在前段時(shí)間“虛腳”主要表現(xiàn)在西南側(cè)和東北側(cè)，目前在東北側(cè)也出現(xiàn)“虛腳”問(wèn)題，說(shuō)明電機(jī)換型后原臺(tái)板延長(zhǎng)部分剛性差，引起結(jié)構(gòu)松動(dòng)。從測(cè)量頻譜圖看，長(zhǎng)期振動(dòng)大聯(lián)軸器出現(xiàn)故障。

診斷結(jié)論：#2爐乙排粉機(jī)電機(jī)存在“虛腳”，原臺(tái)板延長(zhǎng)部分剛性差，電機(jī)與排粉機(jī)聯(lián)軸器呈現(xiàn)故障狀態(tài)。建議措施：建議對(duì)電機(jī)原臺(tái)板延長(zhǎng)進(jìn)行加固，消除存在的“虛腳”問(wèn)題，檢查聯(lián)軸器彈性圈狀態(tài)并重新找正。

3.3 2014年5月#2爐乙排粉機(jī)

5月17日跟蹤振動(dòng)異常設(shè)備#2爐乙排粉機(jī)電機(jī)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常情況進(jìn)一步發(fā)展，電機(jī)存在的基礎(chǔ)松動(dòng)導(dǎo)致電機(jī)振動(dòng)位移增大，由于電機(jī)振動(dòng)大導(dǎo)致電機(jī)空冷器與電機(jī)連接螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，其中西南角和東北角的兩個(gè)連接螺栓已完全松動(dòng)無(wú)拉緊力，電機(jī)空冷器水平方向振動(dòng)已達(dá)385μm。

表6 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)位移值（5月17日）測(cè)量工具：Vm-63a；單位：μm

電機(jī)水平方向振動(dòng)自上而下振動(dòng)位移值見(jiàn)表7。

表7 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)自上而下振動(dòng)位移值（5月17日）測(cè)量工具：Vm-63a；單位：μm

電機(jī)基礎(chǔ)自上而下振動(dòng)位移值見(jiàn)表8。

表8 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)基礎(chǔ)振動(dòng)情況（5月17日）測(cè)量工具：Vm-63a；單位：μm

從表8中可以看出，西南角電機(jī)底腳與附件、西北角附件與原臺(tái)板、東北角電機(jī)附件與原臺(tái)板延長(zhǎng)處差別振動(dòng)過(guò)大，東北角垂直方向附件與原臺(tái)板延長(zhǎng)部分之間差別振動(dòng)達(dá)97μm，以上位置處明顯“咬手”現(xiàn)象，說(shuō)明電機(jī)與附件、附件與原臺(tái)板延長(zhǎng)處多處接觸不良，進(jìn)一步分析是由于電機(jī)換型原臺(tái)板延長(zhǎng)部分剛度不足，造成A型松動(dòng)[2]。

從測(cè)量的頻譜圖看，電機(jī)驅(qū)動(dòng)端及非驅(qū)動(dòng)端的頻譜圖主要振動(dòng)頻率仍均為1X轉(zhuǎn)速頻率，并有轉(zhuǎn)速頻率的諧波頻率出現(xiàn)，分析存在結(jié)構(gòu)松動(dòng)和旋轉(zhuǎn)部件配合松動(dòng)[3]，如圖7、圖8所示。在電機(jī)解調(diào)頻譜圖中出現(xiàn)電機(jī)軸承外圈故障頻率，說(shuō)明由于振動(dòng)長(zhǎng)期過(guò)大造成電機(jī)軸承外圈與軸承座出現(xiàn)磨損，間隙超標(biāo)，如圖9所示。

圖7 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)自由端軸承頻譜圖（5月17日）

圖8 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)自由端軸承頻譜圖（5月17日）

圖9 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)自由端軸承頻譜圖（5月17日）

診斷結(jié)論：#2爐乙排粉機(jī)電機(jī)存在以下問(wèn)題，一是電機(jī)與空冷器連接螺栓松動(dòng)；二是電機(jī)底腳與臺(tái)板、臺(tái)板與框架存在多處接觸不良，框架加長(zhǎng)部分剛性差；三是電機(jī)軸承外圈出現(xiàn)磨損。

建議措施：一是對(duì)電機(jī)原臺(tái)板延長(zhǎng)部分進(jìn)行加固，消除基礎(chǔ)松動(dòng)；二是緊固電機(jī)與空冷器所有連接螺栓；三是檢查電機(jī)軸承磨損情況及各旋轉(zhuǎn)部件間隙配合情況。

處理情況：一是對(duì)電機(jī)原臺(tái)板延長(zhǎng)部分進(jìn)行了加固；二是緊固電機(jī)與空冷器所有連接螺栓；三是更換電機(jī)軸承。

3.4 2015年2月#2爐乙排粉機(jī)

2015年2月，#2爐乙排粉機(jī)電機(jī)再次出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)，將測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行下移，電機(jī)原始臺(tái)板及延長(zhǎng)部分振動(dòng)良好，四角垂直方向均不超過(guò)10μm，對(duì)電機(jī)的底腳及附件處垂直方向振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)電機(jī)附件上下兩層差別振動(dòng)大，見(jiàn)表9。為增加剛度，排粉機(jī)班檢修人員在電機(jī)自由端附件下添加有斜鐵，對(duì)非驅(qū)動(dòng)端東北角的斜鐵改變位置后電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸向振動(dòng)立即出現(xiàn)了明顯增大，最大處為278μm，說(shuō)明附件剛度不足。

表9 #2爐乙排粉機(jī)電機(jī)附件上下兩層垂直方向振動(dòng)位移值

3.5 根源分析

對(duì)2015年至2021年的排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)超標(biāo)故障進(jìn)行共性分析，發(fā)現(xiàn)排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)大的主要原因：一是電機(jī)原臺(tái)板延長(zhǎng)部分剛度不足，經(jīng)加固后合格；二是電機(jī)附件剛度不足，附件（如圖10所示）采用的是雙層非整體鋼板結(jié)構(gòu)，兩層之間采用肋板連接，支撐剛度不足，無(wú)法滿足電機(jī)重量所需臺(tái)板的支撐剛度要求。電機(jī)運(yùn)行后可觀察到附件上層有輕微變形。現(xiàn)場(chǎng)可觀察到電機(jī)附件上、下部臺(tái)板均非整體臺(tái)板，實(shí)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)使用的電機(jī)附件上層與下層平臺(tái)板厚度為30mm，前后基礎(chǔ)連接板及支撐肋板厚度為10mm，中間連接肋板厚度小，連接強(qiáng)度薄弱。中間進(jìn)行過(guò)多次處理但效果不理想，只有更換附件才能徹底解決這一問(wèn)題。

圖10 #2爐排粉機(jī)電機(jī)附件結(jié)構(gòu)

4 解決方案

經(jīng)精密診斷中心多次建議和推動(dòng)，在2021年#2機(jī)組大修中對(duì)甲乙丙排粉機(jī)電機(jī)附件進(jìn)行了改造，主要內(nèi)容有：一是重新設(shè)計(jì)制作電機(jī)附件，電機(jī)附件上下兩層鋼板及中間肋板厚度均為30mm，可以有效保證電機(jī)的支撐剛度要求。二是拆除舊原電機(jī)附件，安裝新電機(jī)附件。新電機(jī)附件與電機(jī)設(shè)計(jì)圖紙相符，基礎(chǔ)二次灌漿前檢查排粉機(jī)聯(lián)軸器面距、圓距合格?；A(chǔ)臺(tái)面清理干凈，各組墊鐵點(diǎn)焊牢固，藥皮清理干凈。三是二次灌漿。用灌漿料進(jìn)行二次灌漿后進(jìn)行基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)。

圖11電機(jī)原附件

圖12 電機(jī)改造后附件

自2021年#2爐甲、乙、丙排粉機(jī)電機(jī)附件改造后至今電機(jī)振動(dòng)良好，未發(fā)生振動(dòng)超標(biāo)故障，降低了排粉機(jī)電機(jī)缺陷發(fā)生率，提高了設(shè)備可靠性。

在共性分析發(fā)現(xiàn)，一二期排粉機(jī)電機(jī)振動(dòng)超標(biāo)原因?yàn)殡姍C(jī)改造臺(tái)板延長(zhǎng)部分及所使用的附件剛度不足后，及時(shí)向相關(guān)專(zhuān)業(yè)匯報(bào)了這一情況，并建議電機(jī)改造時(shí)一定要確保電機(jī)基礎(chǔ)各部分剛度滿足要求。在后來(lái)的一二期磨煤機(jī)電機(jī)改造中，磨煤機(jī)電機(jī)基礎(chǔ)電機(jī)附件采用的上下平臺(tái)板均為整體，厚度30mm，中間支撐肋板30mm，肋板密度充足，支撐剛度充分滿足要求，改造后磨煤機(jī)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，沒(méi)有發(fā)生因基礎(chǔ)剛度不足而產(chǎn)生振動(dòng)超標(biāo)問(wèn)題。