高压风机异常振动故障的分析诊断与处理

旋转机械的振动监测与故障诊断在电厂中有着重要的实际应用价值，根据对机械振动信号的测量与分析，可以提前发现故障，及时处理，消灭故障于萌芽之中，避免事故扩大使设备损坏酿成不可挽回的巨大损失。现将热电厂应用这项技术准确判断解决了一起典型故障的过程，介绍给大家。 一、发现问题 2002年12月20日，香海热电厂1#炉高压风机（美国产海本多级离心机），在日常检测中发现，测点8（图1）轴承水平振动比平时大出五倍，最大振动有效值7.6mm/s（图2），已严重超过标准。驱动电机功率110kW，转速3000r/min，通过增速器（i=1.288）使风机转速达到3860r/min。 二、故障分析与处理 1．故障前后 测得的振动速度有效值见表1，从表1中可以看出，振动最大的是风机外侧轴承水平振动8H(7.6mm/s)，振动变化率最大的是风机内侧轴承水平振动7H(6倍)。据此并不能说明故障点的准确位置和故障原因，需进一步进行频谱分析。 2．对照故障前后风机外侧轴承水平振动频谱图3和图4，可以看出图中有两个较大的峰值，其特征频率分别为3853r/min和2989r/min。前者为风机转速，后者为电机转速。正常时(图3)，风机的振动水平大于电机。而故障时(图4)，电机振动水平不但远远大于正常时的水平，而且也远远大于风机水平。因此初步判断振动原因在电动机及低速齿轮轴部分。 3．再对照故障前后其他测点的频谱特征，发现都存在这样一个现象，即都像风机外侧轴承水平振动那样有一个电机转速一倍频的突增，进一步说明振动原因在电动机及低速齿轮轴部分（限于篇幅，仅选示电机外侧轴承垂直振动1V故障前后频谱图5、图6）。 4．为审慎起见，查看各滚动轴承的状态变化，通过观察各轴承部位测点的尖峰能量（gSE值及频谱图，均正常，无明显变化，故可排除轴承故障的可能性。gSE值是美国 ENTEK公司产品中特有的测高频能量的一个参数，经验证对滚动轴承的状态监测很有效） 5．现在目标锁定电动机及低速齿轮轴部分：故障特征频率为一倍频，通常对应故障有不平衡、轴弯曲、基础松动、共振等。 首先，检查电机基础及齿轮箱部分，排除了松动及共振故障的可能性；检查各部温度均正常，排除局部摩擦过热造成热变形弯曲的可能；考虑故障的突发性，并且通常电机转速的一倍频反映的是不平衡，因此故障可能性比较大的就是电机平衡被破坏了。 6．另分析所测相位情况，电机外侧（即电极风扇侧）水平1H与垂直1V相位差接近90°（垂直与水平振动相位差接近90°也是不平衡的一个特征），但电机内侧轴承位置却无此种现象，说明不是电动机转子产生了不平衡，而且电动机转子都是整装的，突然发生不平衡的可能性很小。电动机最薄弱处当属其端部冷却风扇，发生风扇故障而引发局部不平衡的可能性是很大的，这也与只是电机外侧（即电极风扇侧）出现90°相位差的情况相吻合，因此判断电机局部不平衡，建议检查电动机外侧冷却风扇。 根据上述分析，及时停机检查，结果发现：电机风扇的6个扇叶掉了1个，造成了不平衡。风扇修复后测得振动频谱图如图7，振动有效值见表2。各点振动均恢复正常。如故障时最大的风机外侧轴承水平振动8H由7.6mm/s降为2.3mm/s。 三、小结 此次振动故障原因在电机处，而振动最突出的却在风机处。若按常理，头痛医头，脚痛医脚，则无法对症消除故障，这正是状态监测诊断技术的优势所在，尤其对区分变速机械的振动原因很有用。