论文部分内容阅读
【摘 要】发电厂风机在日常的运行过程中会受到各种因素的影响而出现振动故障出现，在风机产生故障的时候就会直接影响到整个发电机组的运行，严重的会导致发电机组停止工作。要想确保发电机组的安全运转，就要科学的分析风机出现故障的原因，并且要根据故障的类型来提出合理的解决办法。本文主要根据发电厂风机的振动故障，在充分了解振动故障和特征的不同类别的前提下，根据实例来提出了振动故障处理的方法，希望可以帮助到相关的人士。
【关键词】发电厂;风机;振动故障;处理方案
引言
通常情况下，发电厂风机在日常运行过程中出现故障问题就会使电厂电力输送停止，严重的影响到人们的日常供电。当前阶段发电厂风机出现故障最多的就是振动问题，这就需要相关工作人员要及时的进行处理和修复，减少故障出现的时间，同时还可以定期的对风机设备进行检修，对故障出现进行提取的预防，从而使风机故障危害明显的降低。发电厂风机中常用的是中轴流式风机，这种设备在进行振动测试过程中，以此风机、送风机、引风机是最蛀牙的，振动强度是在风机监控过程中最重要的内容，发电企业要做好相关的准备工作，积极的做好应对措施。
一、发电厂风机常见振动故障及故障特征
1.1轴承座刚度不够引起的振动故障
轴承座刚度下降的常见故障：基础灌浆不良、机械外部松动、机械内部松动等。而非工作部位的机械外部松动中又存在螺栓松动、轴承座出现裂缝等现象;机械内部松动存在轴瓦松动、轴套间隙过大、滚动轴承间隙过大、叶轮上的螺丝松动等。轴承座刚度不强引起的振动故障典型的特征为：首先，如果是内部机械松动，在典型频谱上会出现许多高次谐波分量;其次，振动是非线性的，在典型频谱上出现和转动频率相同的基频分量和二倍频，并同时出现高谐波分量。此外，出现振动故障后振动具有一定的方向性，如果是松动引起的振动，在松动方向上，振动一般是垂直方向振动或者在轴向上振动较大。
1.2滚动轴承异常引起的振动
在滚动轴承的安装、零件加工以及螺母螺栓等的装配上，如果出现安装或加工不良，螺母螺栓松动造成滚动轴承异常，便会引起振动故障。比如常见的原因有：第一，滚动轴承的轴肩和轴颈加工不良，使得轴肩和轴颈发生弯曲;第二，滚动轴承在安装时发生倾斜，轴承内圈安装不当导致其和轴心线不重合，从而滚动轴承在发生转动时就会产生较大的轴向力作用;第三，用来固定滚动轴承的螺母发生松动，造成滚动轴承异常而发生局部振动。由于滚动轴承异常从而引起的振动其典型特征如下：首先，在轴向方向振动最大，振动的频率和旋转的频率一样;其次，滚动轴承的表面会出现磨损、腐蚀、脱落和破裂等现象，从而产生较大的高频冲击振动传送到轴承座。这些现象主要和滚动轴承各个部件的质量和性能有关，比如在某个部件上进入了异物、轴承的表面润滑不良、轴承箱的间隙过小或过大等。对于因为滚珠撞击而产生的高频冲击振动，可以用加速传感器进行检测该高频冲击振动信号。此外，由于滚动轴承异常引起的振动，该振动的稳定性较差，振动没有方向性，在水平、垂直和轴向方向上振动都有可能达到最大。在对该振动故障进行确定时，可以使用频谱分析仪准确找到轴承被损坏的位置，并能检测其损坏的程度。
1.3积灰引起的振动故障
由于发电厂的风机设置在锅炉的排灰口，所以本身就比较容易积累灰尘，加上发电机组在运行中也会有灰尘出现，时间一长便会出现灰尘集聚，严重的就会引起振动故障。积灰引起的振动故障主要和叶片表面的灰尘集聚有关，尤其是叶片上灰尘分布不均匀或者产生铁锈，不但会产生质量不平衡问题而引起振动，而且由于叶片表面被灰尘覆盖，所以散热功能受到了影响，从而导致叶片表面温度上升。不管是质量不平衡问题还是散热功能被破坏，两者加起来就会使得风机振动更加严重，甚至会导致风机无法运行，造成发电机组整体障碍。
因为积灰引起振动，主要发生在叶片表面，由于灰尘分布不均匀所以会产生质量不平衡问题，因此该振动故障的特征和质量不平衡振动特征类似。其他特征还包括：第一，随着发电机组运行时间加长，叶片表面所积累的灰尘会越来越多，所以振动会越来越大;第二，积灰引起的故障其振动主要以基频为主导，基频的相位在一段较短的时间内保持相对稳定，不过从长远来看，其相位是一直在发生变化的。再次，积灰引起振动受到环境温度的影响;最后，对风机进行多次启动，每一次所测量到的振动数据都不相同。这是因为风机在停止运转之后，表面的灰尘会浮动，从而导致集聚的位置发生变化，当再次启动时振动的大小便会发生变化，而且振动最大也会出现在不同的方向。
二、发电厂风机常见故障的处理实例
2.1处理质量不平衡的策略
一台轴流式送风机，旋转速度1000r/min，在前后两端轴承的垂直、水平两个方向中，分别设置4个检测点，监控振动情况，其中风机、电机侧水平方向锁设置的测试点应保证相差180°。维修时，初次进行重启时，风机侧段轴承的水平振动频率应超过14mm/s，一旦大于预期安全范围内，必须立即采取处理措施，保证设备安全。振动应当以基频作为基准，保证相位稳定，要注意的是水平方向的振动要保持在高速内。基于风机在投入使用之前已经接受动平衡处理，因此第一要保证做好相关检测工作，确认设备零件未有松动、或质量差等不良情况。其次要对测试点的探头安放进行关注，明确轴承间隙距离在固定范围内，且螺母和螺栓为有松动和破损，針对法兰面所有螺栓进行重新检查，采用扳手固定扭紧固定。最后，确保设备整体状态符合使用标准，未有松动等现象出现，进行重启。观察发现，风机两侧的水平方向振动开始降低，且重启两次后具有可再现性，相位和振动之间重合度好，保持高度一致和重叠，在此基础上，分两次加重0.8kg，2.2kg，风机振动幅度最高值下降，达到2.8mm/s左右，该风机基本恢复正常状态，故障解除。
2.2针对轴承异常引起振动故障的处理
某台风机转速为1450r/min，依据在风机的垂直和水平两个方向分别布置两个振动测点，当风机首次启动之后，发现其侧水平方向上的振动很大，但是振动幅度变化很小，且基频的相位比较稳定。在对其进行动平衡处理后发现并不能降低振动，然后再对风机启动，发现再次启动后振动的数据和前一次相差很大，另外还存在启动之后振动先是很大，然后有慢慢减小的趋势，振动并没有持续上升。在故障诊断中发现该振动故障可能是由于轴承异常引起的。所以对该振动故障的处理是对风道扩散段进行检查，然后再对风机的轴承进行检查，发现其中滚动轴承出现铜套剥落问题，更换滚动轴承之后再次启动，风机的振动明显下降且慢慢恢复到正常运行。
结束语
发电厂风机的振动基本以质量不平衡故障为主，其他故障有机械松动、轴承异常、轴承安装问题等，这些振动在频谱图上的表现基本以基频为主，因而在频谱分析时很难区分故障类型，还要根据各测点的相位、振动的方向性、振动的趋势、振动的稳定性和重复性等因素，维修情况也要综合考虑在内，从而对风机的异常振动做出比较正确的诊断。在故障类型不非常明确的情况下。可以先尝试动平衡试验，根据动平衡试验的影响系数来判断是否耦合了其他故障，再结合其他振动特征排除一些故障，制定相应的维修方案，采取正确的处理措施，保证风机尽快投入生产运行。
参考文献：
[1]湖北襄阳发电厂一次风机振动大的处理[J].王平波.华电技术.2017（05）
[2]浅谈火电厂锅炉引风机常见故障分析和对策研究[J].蓝佳雄.四川水泥.2015（12）
[3]张振松，傅新.旋转机械振动监测及故障诊断[M].北京：机械工业出版社，1991：88-90.
[4]蒋林.浅谈火力发电厂锅炉引风机运行中故障的原因与处理方法[J].数字化用户，2013（31）.
【关键词】发电厂;风机;振动故障;处理方案
引言
通常情况下，发电厂风机在日常运行过程中出现故障问题就会使电厂电力输送停止，严重的影响到人们的日常供电。当前阶段发电厂风机出现故障最多的就是振动问题，这就需要相关工作人员要及时的进行处理和修复，减少故障出现的时间，同时还可以定期的对风机设备进行检修，对故障出现进行提取的预防，从而使风机故障危害明显的降低。发电厂风机中常用的是中轴流式风机，这种设备在进行振动测试过程中，以此风机、送风机、引风机是最蛀牙的，振动强度是在风机监控过程中最重要的内容，发电企业要做好相关的准备工作，积极的做好应对措施。
一、发电厂风机常见振动故障及故障特征
1.1轴承座刚度不够引起的振动故障
轴承座刚度下降的常见故障：基础灌浆不良、机械外部松动、机械内部松动等。而非工作部位的机械外部松动中又存在螺栓松动、轴承座出现裂缝等现象;机械内部松动存在轴瓦松动、轴套间隙过大、滚动轴承间隙过大、叶轮上的螺丝松动等。轴承座刚度不强引起的振动故障典型的特征为：首先，如果是内部机械松动，在典型频谱上会出现许多高次谐波分量;其次，振动是非线性的，在典型频谱上出现和转动频率相同的基频分量和二倍频，并同时出现高谐波分量。此外，出现振动故障后振动具有一定的方向性，如果是松动引起的振动，在松动方向上，振动一般是垂直方向振动或者在轴向上振动较大。
1.2滚动轴承异常引起的振动
在滚动轴承的安装、零件加工以及螺母螺栓等的装配上，如果出现安装或加工不良，螺母螺栓松动造成滚动轴承异常，便会引起振动故障。比如常见的原因有：第一，滚动轴承的轴肩和轴颈加工不良，使得轴肩和轴颈发生弯曲;第二，滚动轴承在安装时发生倾斜，轴承内圈安装不当导致其和轴心线不重合，从而滚动轴承在发生转动时就会产生较大的轴向力作用;第三，用来固定滚动轴承的螺母发生松动，造成滚动轴承异常而发生局部振动。由于滚动轴承异常从而引起的振动其典型特征如下：首先，在轴向方向振动最大，振动的频率和旋转的频率一样;其次，滚动轴承的表面会出现磨损、腐蚀、脱落和破裂等现象，从而产生较大的高频冲击振动传送到轴承座。这些现象主要和滚动轴承各个部件的质量和性能有关，比如在某个部件上进入了异物、轴承的表面润滑不良、轴承箱的间隙过小或过大等。对于因为滚珠撞击而产生的高频冲击振动，可以用加速传感器进行检测该高频冲击振动信号。此外，由于滚动轴承异常引起的振动，该振动的稳定性较差，振动没有方向性，在水平、垂直和轴向方向上振动都有可能达到最大。在对该振动故障进行确定时，可以使用频谱分析仪准确找到轴承被损坏的位置，并能检测其损坏的程度。
1.3积灰引起的振动故障
由于发电厂的风机设置在锅炉的排灰口，所以本身就比较容易积累灰尘，加上发电机组在运行中也会有灰尘出现，时间一长便会出现灰尘集聚，严重的就会引起振动故障。积灰引起的振动故障主要和叶片表面的灰尘集聚有关，尤其是叶片上灰尘分布不均匀或者产生铁锈，不但会产生质量不平衡问题而引起振动，而且由于叶片表面被灰尘覆盖，所以散热功能受到了影响，从而导致叶片表面温度上升。不管是质量不平衡问题还是散热功能被破坏，两者加起来就会使得风机振动更加严重，甚至会导致风机无法运行，造成发电机组整体障碍。
因为积灰引起振动，主要发生在叶片表面，由于灰尘分布不均匀所以会产生质量不平衡问题，因此该振动故障的特征和质量不平衡振动特征类似。其他特征还包括：第一，随着发电机组运行时间加长，叶片表面所积累的灰尘会越来越多，所以振动会越来越大;第二，积灰引起的故障其振动主要以基频为主导，基频的相位在一段较短的时间内保持相对稳定，不过从长远来看，其相位是一直在发生变化的。再次，积灰引起振动受到环境温度的影响;最后，对风机进行多次启动，每一次所测量到的振动数据都不相同。这是因为风机在停止运转之后，表面的灰尘会浮动，从而导致集聚的位置发生变化，当再次启动时振动的大小便会发生变化，而且振动最大也会出现在不同的方向。
二、发电厂风机常见故障的处理实例
2.1处理质量不平衡的策略
一台轴流式送风机，旋转速度1000r/min，在前后两端轴承的垂直、水平两个方向中，分别设置4个检测点，监控振动情况，其中风机、电机侧水平方向锁设置的测试点应保证相差180°。维修时，初次进行重启时，风机侧段轴承的水平振动频率应超过14mm/s，一旦大于预期安全范围内，必须立即采取处理措施，保证设备安全。振动应当以基频作为基准，保证相位稳定，要注意的是水平方向的振动要保持在高速内。基于风机在投入使用之前已经接受动平衡处理，因此第一要保证做好相关检测工作，确认设备零件未有松动、或质量差等不良情况。其次要对测试点的探头安放进行关注，明确轴承间隙距离在固定范围内，且螺母和螺栓为有松动和破损，針对法兰面所有螺栓进行重新检查，采用扳手固定扭紧固定。最后，确保设备整体状态符合使用标准，未有松动等现象出现，进行重启。观察发现，风机两侧的水平方向振动开始降低，且重启两次后具有可再现性，相位和振动之间重合度好，保持高度一致和重叠，在此基础上，分两次加重0.8kg，2.2kg，风机振动幅度最高值下降，达到2.8mm/s左右，该风机基本恢复正常状态，故障解除。
2.2针对轴承异常引起振动故障的处理
某台风机转速为1450r/min，依据在风机的垂直和水平两个方向分别布置两个振动测点，当风机首次启动之后，发现其侧水平方向上的振动很大，但是振动幅度变化很小，且基频的相位比较稳定。在对其进行动平衡处理后发现并不能降低振动，然后再对风机启动，发现再次启动后振动的数据和前一次相差很大，另外还存在启动之后振动先是很大，然后有慢慢减小的趋势，振动并没有持续上升。在故障诊断中发现该振动故障可能是由于轴承异常引起的。所以对该振动故障的处理是对风道扩散段进行检查，然后再对风机的轴承进行检查，发现其中滚动轴承出现铜套剥落问题，更换滚动轴承之后再次启动，风机的振动明显下降且慢慢恢复到正常运行。
结束语
发电厂风机的振动基本以质量不平衡故障为主，其他故障有机械松动、轴承异常、轴承安装问题等，这些振动在频谱图上的表现基本以基频为主，因而在频谱分析时很难区分故障类型，还要根据各测点的相位、振动的方向性、振动的趋势、振动的稳定性和重复性等因素，维修情况也要综合考虑在内，从而对风机的异常振动做出比较正确的诊断。在故障类型不非常明确的情况下。可以先尝试动平衡试验，根据动平衡试验的影响系数来判断是否耦合了其他故障，再结合其他振动特征排除一些故障，制定相应的维修方案，采取正确的处理措施，保证风机尽快投入生产运行。
参考文献：
[1]湖北襄阳发电厂一次风机振动大的处理[J].王平波.华电技术.2017（05）
[2]浅谈火电厂锅炉引风机常见故障分析和对策研究[J].蓝佳雄.四川水泥.2015（12）
[3]张振松，傅新.旋转机械振动监测及故障诊断[M].北京：机械工业出版社，1991：88-90.
[4]蒋林.浅谈火力发电厂锅炉引风机运行中故障的原因与处理方法[J].数字化用户，2013（31）.