风机振动故障诊断及处理

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1、第21卷第1期热能动力工程Vol.21，No.12006年1月JOURNALOFENGINEERINGFORTHERMALENERGYANDPOWERJan.,2006文章编号：1001—2060(2006)01—0096—03风机振动故障诊断及处理陈莲芳，徐夕仁(山东大学能源与动力工程学院，山东济南)收稿日期：2005—05—18作者简介：陈莲芳（966--)女，山东恒台人山东大学博士研究生.）lishing_摘要：米用CS12120双通道振动米集仪对山东临沂某电厂风机、电动机的振动频谱及相位数据进行收集，在此基础上对故障进行了诊断分析，找出风机产

2、生振动的原因是电动机与风机之间的齿型联轴器存在断齿、裂纹和齿面凹坑情况，且联轴器裂纹是引起振动幅值随负荷显著变化的根本原因。依据该诊断结论进行了处理，取得显著效果。该风机的振动特征及处理过程具有代表性。给出分析、诊断的思路和处理方法，可以为类似风机的振动诊断和处理提供参考。关键词:风机振动；振动频谱;故障诊断；处理中图分类号:TM621文献标识码:B1刖目山东临沂某发电厂为300MW进口发电机组，其锅炉配置有2台离心式引风机，水平布置、双吸叶轮、转子两端轴瓦支撑、进风量挡板可调，在50%额定负荷下工作；电动机配置为鼠笼式异步电机，其额定电压为3kV功

3、率为1677kW，水平布置、轴瓦两端支撑，风机与电动机之间采用齿型联轴器连接。2002年11月1日开始，一次风机电动机轴承振幅逐渐增大，且振动幅值和轴瓦温度都随负荷升高而增力加并有继续加剧的趋势。机组满负荷时，电动机驱动端轴承振幅高达85Pm，用红外线测温仪测得轴瓦温度达92°C。为查找设备问题，消除隐患，于11月13日采用CS12120双通道振动采集仪对轴承的振动频谱及相位数据进行收集，根据收集数据对故障进行了细致的分析。2故障分析现场测取的电动机和风机驱动端轴承水平方向的振动幅值明显高于垂直、轴向的振动幅值。电动机轴承水平方向的振幅为85Pm(峰

4、一峰值）风机为40Pm(峰一峰值）电动机驱动端水平方向的振动值较大，仅由振动值上看似乎是电动机问题，为进一步明确故障原因，采取了以下的分析步骤。2.1电动机轴承的频谱分析首先从电动机轴承的频谱分析入手，了解设备的基本运行状态，分别收集由电动机轴承盖的水平、垂直、轴向3个方向采集设备运转状态下的数据。7*.i/钿班##图1电动机驱动端水平方向振动频谱图1为转速1489r/Un、频率24.83Hz时电动机驱动端水平方向振动频谱图；图2为电动机非驱动端的轴向振动频谱图。由图1可以明显地看出，电动机驱动端水平方向以1倍频和2倍频分量为主要分量，多数情况超过

5、1倍频分量，2倍频下的振幅约为1倍频下振幅的2倍，3倍频以上工作频率下的振幅较小。而从图2可以看出，电动机非驱动端轴向以1倍频振动为主。图2电动机非驱动端轴向振动频谱98热能动力工程2006年水平方向垂直方向轴向示出齿轮的啮合频率为基本频率。出现此频率特征相位差170164156的故障包括:齿轮胶合、疲劳和磨损等。啮合频率的依据齿型联轴器连接的不对中转子系统主要振动特征:齿型联轴器不对中故障的特征频率为角频率的2倍；由不对中故障产生的对转子的激振力随转速的升高而增大;激励振幅与不对中量成正比，随不对中量的增加，激振力产生的振幅呈线性加大。通过对电机驱

6、动端与非驱动端振动频谱比较分析，发现水平1倍频均超标，并伴有2倍频、3倍频、4倍频等工作频率下的振动，且2倍频基频谐波较突出，显示联轴器有对中问题；同时风机的振动对负荷变化比较敏感，振动幅值随负荷的增加而升高现象比较明显，因此可以推断风机与电动机间齿型联轴器存在对中问题，角向不对中问题突出。轴系若具有过大的不对中量时，即使转子能够联接上，也会导致联轴器不符合其运动条件而使转子在运动中产生巨大的附加径向力和附加轴向力，使转子发生异常振动和轴承的早期损坏，这对转子系统具有更大的破坏性。2.2电机轴承与风机轴承的振动相关性分析为进一步明确联轴器对中问题，对

7、电动机及风机轴承进行相位分析。由于设备处于运行状态，无法在联轴器处加装鉴相标志，无法采用常规的手段获得联轴器两端轴承的相位情况，因此采用相关分析的方法来获取需要相位数据。采用CS12120双通道分析仪，设置通道A为触发信号通道，通道B为检测分析通道。在两侧信号相关值为1时，测得此时的1倍频工作转速下两通道信号的相位差见表1。表1一次风机与电动机驱动端的振动相位差（）通过表1可以看出，风机驱动端与电动机驱动端水平、垂直、轴向的相位均接近180°，即相位相反。依据联轴器两侧同一方向的相位差在角位移不对中时约为180°的结论，因此可证明联轴器对中存在严重问

8、题。综合以上3方面内容可判断联轴器对中故障是电动机异常振动的原因。下面分析联轴器故障机理及故障部位，查找故障