40黃島發(fā)電廠_2爐乙吸風機動不平衡的診斷

黃島發(fā)電廠#2爐乙吸風機轉(zhuǎn)子動不平衡故障監(jiān)測診斷

謝衛(wèi)樂李振輝李宏軍黃鶴松

（黃島發(fā)電廠）黃島發(fā)電廠于201*年11月開始利用RA-ENTEK的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對#2爐乙吸風機進行常規(guī)在線和離線檢測，實施狀態(tài)檢修。201*年2月27日在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，#2爐乙吸風機組振動突然增大。我們利用該狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的強大的故障分析診斷功能，經(jīng)過分析診斷，確定振動突增故障的根源是該風機轉(zhuǎn)子動不平衡。并于201*年2月28日據(jù)此提出了針對性的排除振動大故障的技術(shù)措施建議，檢修人員立即停機檢查，發(fā)現(xiàn)風機葉輪的葉片上積了大量灰垢，清除灰垢后，振動恢復正常。從而避免了因吸風機振動進一步惡化和擴大，甚至損壞而影響鍋爐正常運行的事故。

1.#2爐乙吸風機機組概況

#2爐乙吸風機由一臺功率為800千瓦，轉(zhuǎn)速為730/595轉(zhuǎn)/分的電動機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動的調(diào)速風機組成。該機組固定在專用的鋼筋混凝土基礎上。圖1為該吸風機組的結(jié)構(gòu)示意框圖，圖中還給出了整個機組的各軸承座振動監(jiān)測位置。

2.振動監(jiān)測點及相關的標準

我們在#2爐乙吸風機的電動機和風機四個軸承位置的水平方向分別布置了一個振動加速度傳感器，它們的位置是根據(jù)ISO10816/3標準的要求確定的(見圖1)，并且采用螺紋固定振動傳感器的方式，以確保采集的數(shù)據(jù)可靠完整，重復性好。

根據(jù)ISO10816/3標準規(guī)定，#2爐乙吸風機功率為800千瓦，轉(zhuǎn)速為730轉(zhuǎn)/分，并且安裝在專用的鋼筋混凝土基礎上，因此，它屬于在剛性支承上的第一組大型機器，即額定功率大于300千瓦，小于5萬千瓦，在剛性基礎上的大型機器；轉(zhuǎn)軸高度H315毫米的電動機，它們的振動評定標準為：

評定區(qū)域A/B：振動位移有效值29微米；振動速度有效值2.3毫米/秒為分界線，即，軸承座振動小于29微米有效值或小于2.3毫米/秒有效值，機器的振動評定為A區(qū)域，即屬于新交付使用的

機器的振動通常可落在此區(qū)域內(nèi)；

評定區(qū)域B/C：振動位移有效值57微米；振動速度有效值4.5毫米/秒為分界線，即，軸承座振動大于29微米有效值或2.3毫米/秒有效值，小于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值，機器的振動可評定為B區(qū)域，即該機器的處在此區(qū)域時，可以考慮無限長時間運行；

評定區(qū)域C/D：振動位移有效值90微米；振動速度有效值7.1毫米/秒為分界線，即軸承座振動大于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值，小于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，機器振動可評定為C區(qū)域，即機器振動處于此區(qū)域時，一般考慮不適宜作長期連續(xù)運行。通常該機器只能在此狀態(tài)下運行有限時間，應當安排在一合適的機會進行維修；

如果軸承座振動大于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，該機器的振動可評定為D區(qū)域，即機器的振動處在此區(qū)域內(nèi)時，通常應該考慮其振動烈度足以導致機器損壞。

3.振動監(jiān)測結(jié)果及故障分析診斷

3.1振動監(jiān)測結(jié)果

表1列出了201*年02月26日~02月28日#2爐乙吸風機組振動監(jiān)測和頻譜分析結(jié)果的典型數(shù)據(jù)，該表還給出了對照國際標準化組織標準ISO10816/3評定的結(jié)果。并列出了該機組各個軸承的處振動速度頻譜。

表1.#2爐乙吸風機組各軸承振動速度總量及頻譜分量實測數(shù)據(jù)

轉(zhuǎn)速基頻分量機器測點振動總量毫米/轉(zhuǎn)/分秒有效值579.891745.318744.25744.04582.309744.399743.994757.316585.431746.1290.4895.9746.1620.8630.5425.6745.9870.7340.3396.917ISO評定結(jié)果ACCAACCAAC風機葉輪嚴重02-02-276：37PM02-02-276：38PM02-02-2810：40PM風機靠聯(lián)02-02-268：38PM02-02-276：37PM7.446148.153090.675220.294929.36635動不平衡診斷結(jié)論時間毫米/秒峰值02-02-268：37PM電機自由端H102-02-2810：39PM02-02-268：37PM02-02-272：36PM02-02-276：37PM0.470667.58378.286290.71510.42251電機負載端H

軸側(cè)H302-02-276：38PM02-02-2810：40PM02-02-268：38PM9.722720.433380.7452615.453815.43070.91374745.022739.138587.615745.054744.838752.4077.0250.71130.73012.1211.5721.052CAADDA靠葉輪側(cè)H402-02-272：37PM02-02-276：38PM02-02-2810：35PM

圖2:#2爐乙吸風機的風機靠葉輪側(cè)水平振動速度頻譜分量趨勢曲線

圖3:#2爐乙吸風機靠葉輪側(cè)水平振動速度頻譜動平衡正常時

圖4:#2爐乙吸風機靠葉輪側(cè)水平振動速度頻譜動不平衡時

圖5:#2爐乙吸風機靠葉輪側(cè)水平振動速度頻譜修正動平衡后

3.2故障診斷和排除

[1]

表1中列出的數(shù)據(jù)和圖2至圖5十分清楚地表明：201*年2月27日下午2點37分左

右開始，2#爐乙吸風機組突然振動增大約20倍，振動總量按國際標準化組織標準ISO10816/3評定為D區(qū)域，即該吸風機的振動已經(jīng)達到不能安全運行的程度。例如，吸風機靠葉輪側(cè)軸承座水平方向[H4測點]振動速度有效值(振動烈度)從2月26日下午8點38分左右的0.73065毫米/秒有效值，突增至2月27日下午2點37分時的12.1288毫米/秒有效值，遠遠超過ISO10816/3標準對第一組大型機器規(guī)定的7.1毫米/秒有效值的最高極限，進入D區(qū)域，即機器處于此區(qū)域運行時，通�？紤]其振動烈度足以導致機器損壞。

[2]

表1中列出的數(shù)據(jù)和圖2至圖5還十分清楚地表明：201*年2月27日吸風機組振動全

面突增時，振動最大的位置在吸風機靠葉輪側(cè)[H4測點]，其振動速度總量{振動烈度}高達12.1288毫米/秒有效值，而且，振動頻譜中占絕對優(yōu)勢的主頻率分量都是機器轉(zhuǎn)速的一倍頻率[745轉(zhuǎn)/分左右]，例如吸風機靠葉輪側(cè)水平振動速度頻譜中轉(zhuǎn)速一倍頻率分量的幅值高達15.4538毫米/秒峰值，見圖4。這種頻譜是轉(zhuǎn)子動不平衡故障的最典型特征譜。愈往電動機自由端方向，振動的總量和振動頻譜中主頻率分量[轉(zhuǎn)速的一倍頻率]的幅值愈小，例如電動機自由端水平振動速度總量為6.1622毫米/秒有效值，僅為吸風機靠葉輪側(cè)水平振動速度總量的二分之一，而振動頻譜中主頻率分量[轉(zhuǎn)速一倍頻率]的幅值為8.2863毫米/秒峰值，也僅為吸風機靠葉輪側(cè)水平振動速度頻譜中主頻率分量幅值的二分之一。由此可以判斷，該吸風機的葉輪嚴重動不平衡，電動機轉(zhuǎn)子動平衡基本沒有問題。

[3]

根據(jù)以上診斷結(jié)論，我們立即通知廠設備部，建議檢查該吸風機葉輪平衡塊及葉片積

灰垢的情況。廠有關部門決定立即停機檢查，檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)，葉輪的葉片上存在大量的積灰垢。清除積灰垢后，繼續(xù)開車運行，整個機組的振動立即全面下降，2月28日下午12點35分左右監(jiān)測的振動數(shù)據(jù)表明，機組振動已恢復到2月26日前的正常水平，例如，整個2#爐乙吸風機組振動最大

的位置，吸風機靠葉輪側(cè)軸承座水平方向[H4測點]振動速度總量僅為1.05219毫米/秒有效值，見圖3.4，達到了國際標準化組織標準ISO10816/3規(guī)定的A區(qū)域水平[小于2.3毫米/秒有效值]，即相當于新交付使用的機器的振動品質(zhì)。

綜上所述，我們利用RA-ENTEK的機械設備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，由計算機控制24小時連續(xù)監(jiān)測2#爐乙吸風機的振動，201*年2月27日成功地檢測到該機組振動突增信息，并且運用奧德賽機械設備狀態(tài)檢修系統(tǒng)的故障診斷功能準確地診斷了振動突增的原因是該吸風機轉(zhuǎn)子葉輪動不平衡，立即通知廠有關部門，檢查確認確實是風機葉輪大量積灰垢造成風機葉輪轉(zhuǎn)子嚴重動不平衡，2月28日清除了風機葉輪上積灰垢后，整個吸風機組的振動全部恢復正常。這樣，充分發(fā)揮了狀態(tài)檢修系統(tǒng)及時準確監(jiān)測診斷功能，使機器一出現(xiàn)故障就被檢測出來，立即采取針對性措施，排除故障，避免事故的發(fā)生，確保機組安全運行，取得良好的經(jīng)濟效益。

4.參考文獻

1.ISO10816/11995，機械振動，在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器振動，第一部分，總則2.ISO10816/31995，機械振動，在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器振動，第三部分額定功率大于15千瓦和額定轉(zhuǎn)速在120至15,000轉(zhuǎn)/分在現(xiàn)場測量的工業(yè)機器應用指南

3.GB1134789，大型旋轉(zhuǎn)機械振動烈度現(xiàn)場測量與評定

4.GB11348.189，旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)軸徑向振動的測量和評定，第一部分，總則5.RA-ENTEK狀態(tài)監(jiān)測，預測維修系統(tǒng)用戶操作手冊(EMONITOROdyssey)6.RA-ENTEK狀態(tài)監(jiān)測，振動故障分析和診斷，上冊，常見振動故障分析和診斷7.RA-ENTEK狀態(tài)監(jiān)測，振動故障分析和診斷，下冊，特殊振動故障分析和診斷

擴展閱讀：45黃島發(fā)電廠#3機#7給水泵基礎振動故障監(jiān)測診斷報告

黃島發(fā)電廠#3機#7給水泵基礎振動故障監(jiān)測診斷報告

黃鶴松李洪軍謝衛(wèi)樂李振輝

（黃島發(fā)電廠）

1.前言

黃島發(fā)電廠于201*年11-12月利用美國RA-ENTE公司狀監(jiān)測系統(tǒng)對#3機#7給水泵進行常規(guī)在線和離線檢測中發(fā)現(xiàn)，#3機#7給水泵電機振動大。經(jīng)過反復檢測分析找到了故障的根源是該電機的鋼板焊接固定座基礎垂直方向剛性差，與混凝土基礎之間沒有填實，其本身劇烈振動。并據(jù)此提出了針對性的改造措施建議，這樣為根本排除該故障創(chuàng)造了條件，防止了設備故障的進一步惡化和擴大，為避免輔助設備損壞而影響主機安全運行提供了保障。

2.#3機組#7給水泵電動機概況

#3機#7給水泵由一臺功率為5500千瓦，轉(zhuǎn)速為2978轉(zhuǎn)/分的電動機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動。該電動機固定在一塊鑄鋼底板上，然后再固定到二塊平行的大鋼板焊接底座上，最后固定到鋼筋混凝土基礎上。二塊鋼板焊接底座的中間部分沒有填充滿混凝土，致使電動機軸承座存在底下懸空情況。圖1為該電動機結(jié)構(gòu)示意框圖，給出了整個電動機的各軸承座振動監(jiān)測位置，各機器的主要參數(shù)等。

9v8v7v6v5v4v3v2v1v

91v81v71v61v51v41v31v21v11v圖1#3機#7給水泵機組電動機及其基礎結(jié)構(gòu)示意框圖3.振動監(jiān)測系統(tǒng)及相關的標準

為了全面監(jiān)測#3機#7給水泵電動機機組振動大的原因，查清振動故障源，專門詳細監(jiān)測電動機各固定部位及基礎的振動分布，以判斷振動源并采取有效措施排除振動故障。為此，我們專門布置了如下測點(詳細見圖1)，這些測點為：

1v~9v鑄鋼固定底座與鋼板焊接固定底座連接的鋼板焊接固定底座上的測點；11~91v為相對于鋼板焊接固定底座上地面的測點；

并且，對電動機兩個軸承座所連接的鑄鋼固定底座及其基礎的振動也作了全面監(jiān)測和分析，以便更好的幫助分析電動機振動大的根本原因和排除故障。

根據(jù)ISO10816/3標準規(guī)定，#3機#7給水泵電動機都屬于第一組大型機器，即額定功率大于300千瓦，小于5萬千瓦，在剛性基礎上的大型機器；轉(zhuǎn)軸高度H315毫米的電動機，它們的振動評定標準為：評定區(qū)域A/B：振動位移有效值29微米；振動速度有效值2.3毫米/秒，即，軸承座振動小于29微米有效值或小于2.3毫米/秒有效值，機器屬于新機器振動品質(zhì)(A區(qū)域)；

評定區(qū)域B/C：振動位移有效值57微米；振動速度有效值4.5毫米/秒，即，軸承座振動大于29微米有效值或2.3毫米/秒有效值，小于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值，機器屬于可以長期運行(B區(qū)域)；

評定區(qū)域C/D：振動位移有效值90微米；振動速度有效值7.1毫米/秒，即軸承座振動大于57微米有效值或4.5毫米/秒有效值，小于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，機器屬于不宜長期運行，應該安排檢修(C區(qū)域)；

如果軸承座振動大于90微米有效值或7.1毫米/秒有效值，機器將損壞(D區(qū)域)。軸承座振動測量頻率范圍從5.3赫茲至1000赫茲，即318轉(zhuǎn)/分至60000轉(zhuǎn)/分(注：ISO10816/3標準規(guī)定的振動測量頻率范圍為10赫茲至1000赫茲)。

4.振動監(jiān)測結(jié)果及故障分析診斷

表1列出了201*年01月6日#3機#7給水泵電動機鋼板底座和基礎的振動值，表2則列出了電動機兩個軸承座焊接鋼板與基礎的振動值。表3給出了兩個軸承的多個頻譜以便于觀察分析故障原因。

表1、201*年01月06日#3機#7給水泵電動機鋼板底座與基礎振動值(N=2980分)測點1v11v2v21v3v31v4v41v5v51v6v61v7v71v8v81v9v91v38323936633238303832373027252623201*振動值（m）

表2、201*年01月06日，#3機#7給水泵-電動機軸承座振動值(N=2980轉(zhuǎn)/分)

測點振動值（m）1v11v392v8021v813v4731v37注：上表為電動機靠偶合器側(cè)軸承座與基礎振動值測點振動值（m）1v6611v542v9321v913v4431v41注：上表為電動機自由側(cè)軸承座與基礎振動值以下給出軸承頻譜圖

201*年01月06日電動機自由端垂直向速度頻譜圖

201*年01月06日電動機自由端垂直向位移頻譜圖

201*年01月06日電動機自由端水平向速度頻譜圖

201*年01月06日電動機自由端水平向g’s頻譜圖

201*年01月06日電動機靠偶合器水平向速度頻譜圖

201*年01月06日電動機靠偶合器垂直向速度頻譜圖

從表1和表2中觀察對比可以看出基礎存在問題是故障的主要來源。估計鋼板與基礎間的墊鐵部分混凝土已經(jīng)發(fā)生松動，導致與基礎相連接的兩塊鋼板剛性很差，已不能很好的支撐電動機。特別反映在電動機兩側(cè)軸承座的振動值已嚴重超標。并且從軸承的頻譜圖上發(fā)現(xiàn)二倍頻松動的象征。

電動機軸承座振動頻譜十分清楚地表明，垂直向振動主頻率分量全部都是一倍轉(zhuǎn)速頻率，水平向振動主頻率分量全部都是二倍轉(zhuǎn)速頻率。

我們進一步研究分析表1和表2，這些數(shù)據(jù)非常清楚的顯示，整個基礎振動劇烈，但是，所有的電動機地腳螺栓固定，以及鑄鋼固定座地腳螺栓固定良好，沒有相對松動。但是，鋼板焊接固定座本身剛性很差，鋼板與基礎間的墊鐵可能由于混凝土灰質(zhì)不合格而發(fā)生松動，因此導鋼板本身劇烈振動。

本次振動測量中為了很好的找出電動機振動的原因，就將電動機與偶合器和給水泵分離開來獨自運行，并且電動機兩側(cè)軸承均為滑動軸承，因此不存在滾動軸承故障和聯(lián)軸器對中不良。

5.診斷結(jié)論及建議

#3機#7給水泵電動機振動，按照ISO10816/3標準評定為D區(qū)，即：機器振動處在該區(qū)域，通�？紤]其振動烈度足以導致機器損壞。因此該機組不能在那種狀態(tài)下安全運行；

我們診斷其超標的根本原因是該電動機的基礎(特別是鋼板焊接固定座)設計不當，基礎本身劇烈振動。因此，建議為了保障機組安全運行，應該考慮盡快改造此基礎的鋼板焊接固定座，加強剛性，墊鐵混凝土應重新灌注。

6.參考文獻

1.ISO10816/1-1995機械振動在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器振動2.ISO10816/3-1995機械振動在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器振動3.大型旋轉(zhuǎn)機械振動烈度現(xiàn)場測量與評定4.羅克韋爾公司振動故障分析與診斷手冊

第一部分第三部分

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