黄岛发电厂#2炉乙吸风机转子动不平衡故障

1 引言

黄岛发电厂于2001年11月开始利用ra-entek的状态监测系统对#2炉乙吸风机进行常规在线和离线检测，实施状态检修。2002年2月27日在线监测发现，#2炉乙吸风机组振动突然增大。我们利用该状态监测系统的强大的故障分析诊断功能，经过分析诊断，确定振动突增的故障的根源是该风机转子动不平衡。并于2002年2月28日据此提出了针对性的排除振动大的故障的技术措施建议，检修人员立即停机检查，发现风机叶轮的叶片上积了大量灰垢，清除灰垢后，振动恢复正常。从而避免了因吸风机振动进一步恶化和扩大，甚至损坏而影响锅炉正常运行的事故。

2 机组概况、振动测点布置和诊断依据

#2炉乙吸风机由一台功率为800kw，转速为730/595r/min的电动机通过联轴器直接驱动的调速风机组成。该机组固定在专用的钢筋混凝土基础上。

图1 #2炉吸风机机组结构及测点位置示意图

图1为该吸风机组的结构示意框图，图1中还给出了整个机组的各轴承座振动监测位置。
我们在#2炉乙吸风机的电动机和风机四个轴承位置的水平方向分别布置了一个振动加速度传感器，它们的位置是根据iso10816/3标准的要求确定的(见图1)，并且采用螺纹固定振动传感器的方式，以确保采集的数据可靠完整，重复性好。
根据iso10816/3标准规定，2#炉乙吸风机功率为800kw，转速为730r/min，并且安装在专用的钢筋混凝土基础上，因此，它属于在刚性支承上的第一组大型机器，即额定功率大于300kw，小于5万kw，在刚性基础上的大型机器;转轴高度h>315mm的电动机，它们的振动评定标准为:

评定区域a/b:振动位移有效值29μm;振动速度有效值2.3mm/s为分界线，即轴承座振动小于29μm有效值或小于2.3mm/s有效值，机器的振动评定为a区域，即属于新交付使用的机器的振动通常可落在此区域内;

评定区域b/c:振动位移有效值57μm;振动速度有效值4.5mm/s为分界线，即轴承座振动大于29μm有效值或2.3mm/s有效值，小于57μm有效值或4.5mm/s有效值，机器的振动可评定为b区域，即该机器的处在此区域时，可以考虑无限长时间运行;

评定区域c/d:振动位移有效值90μm;振动速度有效值7.1mm/s为分界线，即轴承座振动大于57μm有效值或4.5mm/s有效值，小于90μm有效值或7.1mm/s有效值，机器振动可评定为c区域，即机器振动处于此区域时，一般考虑不适宜作长期连续运行。通常该机器只能在此状态下运行有限时间，应当安排在一合适的机会进行维修;

如果轴承座振动大于90μm有效值或7.1mm/s有效值，该机器的振动可评定为d区域，即机器的振动处在此区域内时，通常应该考虑其振动烈度足以导致机器损坏。

3 振动监测结果及故障分析诊断

3.1 振动监测结果
表1列出了2002年02月26日~02月28日#2炉乙吸风机组振动监测和频谱分析结果的典型数据，该表还给出了对照国际标准化组织标准iso10816/3评定的结果。并列出了该机组各个轴承的处振动速度频谱。
图2、3、4、5为不同的监测曲线。

表1 ＃2炉乙吸风机组各轴承振动速度总量及频谱分量实测数据

图2 #2炉乙吸风机的风机靠叶轮侧水平振动速度频谱分量趋势曲线

图3 #2炉乙吸风机靠叶轮侧水平振动速度频谱—动平衡正常时

图4 #2炉乙吸风机靠叶轮侧水平振动速度频谱—动不平衡时

图5 #2炉乙吸风机靠叶轮侧水平振动速度频谱—修正动平衡后

3.2 故障诊断和排除
(1) 表1中列出的数据和图2至图5十分清楚地表明:2002年2月27日下午2点37分左右开始，2#炉乙吸风机组突然振动增大约20倍，振动总量按国际标准化组织标准iso10816/3评定为d区域，即该吸风机的振动已经达到不能安全运行的程度。例如，吸风机靠叶轮侧轴承座水平方向[h4测点]振动速度有效值(振动烈度)从2月26日下午8点38分左右的 0.73065mm/s有效值，突增至2月27日下午2点37分时的12.1288mm/s有效值，远远超过iso10816/3标准对第一组大型机器规定的7.1mm/s有效值的最高极限，进入d区域，即机器处于此区域运行时，通常考虑其振动烈度足以导致机器损坏。

(2) 表1中列出的数据和图2至图5还十分清楚地表明:2002年2月27日吸风机组振动全面突增时，振动最大的位置在吸风机靠叶轮侧[h4测点]，其振动速度总量{振动烈度}高达12.1288mm/s有效值，而且，振动频谱中占绝对优势的主频率分量都是机器转速的1倍频率[745r/min左右]，例如吸风机靠叶轮侧水平振动速度频谱中转速一倍频率分量的幅值高达15.4538mm/s峰值，见图4。这种频谱是转子动不平衡故障的最典型特征谱。愈往电动机自由端方向，振动的总量和振动频谱中主频率分量[转速的1倍频率]的幅值愈小，例如电动机自由端水平振动速度总量为6.1622mm/s有效值，仅为吸风机靠叶轮侧水平振动速度总量的1/2，而振动频谱中主频率分量[转速1倍频率]的幅值为8.2863mm/s峰值，也仅为吸风机靠叶轮侧水平振动速度频谱中主频率分量幅值的1/2。由此可以判断，该吸风机的叶轮严重动不平衡，电动机转子动平衡基本没有问题。

(3) 根据以上诊断结论，我们立即通知厂设备部，建议检查该吸风机叶轮平衡块及叶片积灰垢的情况。厂有关部门决定立即停机检查，检修人员检查发现，叶轮的叶片上存在大量的积灰垢。清除积灰垢后，继续开车运行，整个机组的振动立即全面下降，2月28日下午12点35分左右监测的振动数据表明，机组振动已恢复到2月26日前的正常水平，例如，整个2#炉乙吸风机组振动最大的位置，吸风机靠叶轮侧轴承座水平方向[h4测点]振动速度总量仅为1.05219mm/s有效值，见图3.4，达到了国际标准化组织标准iso10816/3规定的a区域水平[小于2.3mm/s有效值]，即相当于新交付使用的机器的振动品质。

4 结束语

综上所述，我们利用ra-entek的机械设备状态检修系统，由计算机控制24h连续监测2#炉乙吸风机的振动，2002年2月27日成功地检测到该机组振动突增信息，并且运用奥德赛机械设备状态检修系统的故障诊断功能准确地诊断了振动突增的原因是该吸风机转子叶轮动不平衡，立即通知厂有关部门采取措施加以排除，使整个吸风机组的振动全部恢复正常。这样，充分发挥了状态检修系统及时准确监测诊断功能，使机器一出现故障就被检测出来，立即采取针对性措施，排除故障，避免事故的发生，确保机组安全运行，取得良好的经济效益。

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