送風(fēng)機(jī)為鍋爐“三大風(fēng)機(jī)”之一，通過空預(yù)器后向爐膛內(nèi)輸送燃燒時(shí)必要的熱空氣，其能否正常工作關(guān)系到鍋爐甚至整臺(tái)機(jī)組的安全運(yùn)行，所以為了保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，能否快速診斷出送風(fēng)機(jī)異常振動(dòng)的原因并給出相應(yīng)的解決方案，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行有著重要的意義。

1 機(jī)械方面主要故障形式

軸承故障形式。磨損和疲勞剝落是滾動(dòng)軸承的故障形式。軸承滾動(dòng)時(shí)，滾道和滾動(dòng)體既相對(duì)滾動(dòng)又承受載荷，在負(fù)荷變化下，在最大剪應(yīng)力處會(huì)形成裂紋，從而擴(kuò)展表面發(fā)生剝落，當(dāng)潤(rùn)滑油中含有微粒金屬粉末時(shí)會(huì)加速表面磨損。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中軸和軸承、軸承座的振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生激勵(lì)，從而傳遞至電機(jī)本體表面。當(dāng)軸承故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生突變的沖擊脈沖，從而激發(fā)軸承固有的振動(dòng)頻率（FT/BPO/BPI），這些振動(dòng)頻率是軸承診斷的重要信息。

軸心線不對(duì)中形式。轉(zhuǎn)子不對(duì)中是指兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的偏移或傾斜程度。轉(zhuǎn)子也包含聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的不對(duì)中分為平行不對(duì)中、角不對(duì)中、復(fù)合不對(duì)中三種情況。平行不對(duì)中振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子工頻的兩倍，角不對(duì)中使聯(lián)軸器附加一個(gè)彎矩，軸每旋轉(zhuǎn)一周，彎矩作用方向就交替變換一次，因而增加了轉(zhuǎn)子的軸向力，使轉(zhuǎn)子在軸向產(chǎn)生工頻振動(dòng)，復(fù)合不對(duì)中為以上兩種方式的綜合，使轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向和軸向振動(dòng)。

機(jī)械松動(dòng)。常見機(jī)械松動(dòng)是指電機(jī)底座、臺(tái)板和基礎(chǔ)存在結(jié)構(gòu)松動(dòng)，一般表現(xiàn)振動(dòng)頻譜1X分量。還有一種松動(dòng)是由于部件間不合適的配合引起，松動(dòng)部件受非線性影響，產(chǎn)生很多振動(dòng)諧波及分量，如1X,2X,3X...這種松動(dòng)一般由軸承端蓋里軸瓦、過大的軸承間隙引起，這種振動(dòng)的相位不穩(wěn)定，變化范圍也很大，振動(dòng)方向還具有方向性，在松動(dòng)方向上，由于約束力的下降，將引起振動(dòng)幅值的加大。

2 設(shè)備故障診斷

2019年2月1日，精密點(diǎn)檢對(duì)鍋爐設(shè)備進(jìn)行設(shè)備測(cè)試，當(dāng)測(cè)試至送風(fēng)機(jī)發(fā)現(xiàn)異常情況：電機(jī)自由端通頻值垂直向振幅達(dá)到8.35mm/s、水平達(dá)到4.25mm/s，嚴(yán)重超過危急值，且對(duì)比前幾次測(cè)試幅值明顯升高（圖1）。站立風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)，除現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境背景噪音外還能感受到明顯的“節(jié)拍振動(dòng)”；其次，在振動(dòng)圖譜低頻范圍分析中發(fā)現(xiàn)電機(jī)自由端垂直方向存在1X分量外還存在2X，特別是3X分量達(dá)6.77mm/s及高頻段豐富的諧波，在解調(diào)譜水平向也有底噪抬高的現(xiàn)象。在振動(dòng)圖譜和解調(diào)譜中并沒有出軸承故障頻率（FT.BPI.BPO）如圖2。

使用超聲波檢測(cè)儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及分析：從波形圖中可看出，電機(jī)自由端出現(xiàn)較多不規(guī)則沖擊信號(hào)且幅值較高，最高達(dá)100dB，與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的噪聲信號(hào)相比較大（信噪比），現(xiàn)場(chǎng)聲音有異常變化，存在問題。靜態(tài)趨勢(shì)圖中RMS值為21.3，MaxRMS值為42.2，按照8dB、16dB、24dB3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則判斷其趨勢(shì)變化（圖3）。據(jù)此，初步判斷對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)力的非線性影響，因而產(chǎn)生的許多振動(dòng)諧波分量，圖譜中并沒有軸承故障頻率，因此判斷為軸承端蓋之間松動(dòng)或者軸承間隙過大，這種松動(dòng)相位不穩(wěn)定變化范圍大并具有方向性，在松動(dòng)垂直方向上，由于約束力下降，引起的振動(dòng)幅值會(huì)進(jìn)一步加大，所以在現(xiàn)場(chǎng)平臺(tái)上能明顯感受到節(jié)拍振動(dòng)。

3 故障處理及效果檢驗(yàn)

故障處理。2月1日檢修人員對(duì)電機(jī)進(jìn)行了解體檢查，發(fā)現(xiàn)其自由端蓋內(nèi)徑與軸承結(jié)合面嚴(yán)重磨損“跑圈”現(xiàn)象，F(xiàn)AG軸承外徑有明顯的高溫電灼麻點(diǎn)。典型C類機(jī)械松動(dòng)引起的振動(dòng)。建議改善方案：電機(jī)端蓋尺寸測(cè)量超標(biāo)進(jìn)行修理（噴涂或配內(nèi)軸套），軸承外圓與軸承座孔的配合采用基軸制。FAG進(jìn)口軸承座孔與軸承外座圈采用j6、j7配合。這樣不旋轉(zhuǎn)座圈就有可能產(chǎn)生微小的爬動(dòng)，而使座圈與滾動(dòng)體的接觸面不斷更換，座圈滾道磨損均勻。同時(shí)也可以消除軸因熱伸長(zhǎng)而使FAG進(jìn)口軸承中滾動(dòng)體發(fā)生軸向卡煞的現(xiàn)象。

效果檢驗(yàn)。2月2日檢修人員對(duì)電機(jī)完成故障處理后，精密點(diǎn)檢人員采用CX10振動(dòng)分析儀對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了振動(dòng)、超聲數(shù)據(jù)復(fù)測(cè)，在振動(dòng)圖譜中通頻值明顯下降至2.2mm/s，解調(diào)圖譜分析中頻率幅值已大大降低，出現(xiàn)1X及分量諧波也有一定幅值的降低，特別是相比故障前3倍頻的幅值更是下降至1.0mm/s，水平向底噪也同步明顯下降。藍(lán)色曲線分別為檢修后2月2日，紅色的曲線則為檢修前的2月1日（圖5）。

4 結(jié)束語 

研究對(duì)故障的診斷方法包括常見的故障以及振動(dòng)機(jī)理是有必要的。本次送風(fēng)機(jī)電機(jī)故障是精密點(diǎn)檢實(shí)施以來比較典型的案例，而通過CX10和超聲測(cè)試及分析已經(jīng)明顯看到了設(shè)備存在的嚴(yán)重故障，解體后也完全驗(yàn)證了精密點(diǎn)檢的相關(guān)診斷和分析，可清楚看到精密點(diǎn)檢在故障診斷方面較傳統(tǒng)方法具有的突出優(yōu)勢(shì)。因此對(duì)其認(rèn)真分析，很大程度上決定了對(duì)設(shè)備故障診斷的成敗。

參考文獻(xiàn)

[1]《設(shè)備故障診斷實(shí)用技術(shù)》-楊國(guó)安

[2]《設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與診斷技術(shù)》-賈民平

（此專文摘自《電力設(shè)備管理》雜志文庫，專文主創(chuàng)：華電江蘇分公司望亭發(fā)電分公司  高 平）

來源：互聯(lián)網(wǎng)