火力发电厂辅机振动故障故障分析处理

摘要：火力发电厂转动机械较多，除汽轮机外，给水泵、凝结水泵、引风机、送风机、一次风机等一些重要辅机设备平时出现缺陷情况也很多，而振动问题又是最多、最难处理的问题之一。其中一些辅机振动，尤其是风机振动使得机组经常被迫采取降低发电量等方式进行处理，直接影响机组运行的经济性和安全性。因此，关于辅机振动实例的总结对提高处理辅机振动的效率，提高机组运行可靠性有着非常重要的作用。

关键词：火力发电厂、故障、分析、处理

中图分类号：F407文献标识码： A

二、概述

电厂辅机的振动问题虽然不如汽轮机振动问题复杂。但由于各方面原因的影响,包括对辅机不重视、设计不合理、检修工艺差以及其它条件等原因使得辅机振动分析处理起来也很困难。有的是面、双平面转子不平衡问题,有的是支承系统问题甚至是支承系统共振，有的是支承轴承问题, 我们将通过近五年来上百台次的辅机振动处理工作，对一些典型辅机振动进行一下分类总结，以下就常见的振动故障进行具体分析，并给出实例以及相对应的处理方法。

三、典型振动故障分析

3.1、质量不平衡

质量不平衡是辅机振动的主要原因之一，也是处理辅机振动最行之有效的办法。其中最常遇到的原因就是叶轮磨损，且多数情况发生在锅炉引风机。一些机组在除尘方面做得不够理想，经常造成飞灰磨损，在除尘效果最差时，粉尘甚至穿过风道堆落整个引风机室，可想而知粉尘对风机叶片冲刷的严重性。在这种冲刷磨损的情况中，风机振动的一倍频分量较为突出，通过基本的动平衡方式都能够进行处理。

例：某厂引风机自08年投产以来，4台引风机进行过多次动平衡试验，最频繁时经常是一周左右就要进行一次，由于粉尘冲刷严重，还曾发生过叶片断裂严重事故。

3.2、检修质量及原始设备质量造成的振动

电厂大小修后，工期短，检修质量不过关等造成的检修疏漏问题：这也是近期发生的一些风机振动的直接原因

1）地脚螺栓松动。

例：某引风机在大修前并无振动，但大修后启动振动，且电机腰侧轴承振动大，风机侧振动不大。后发现，风机侧轴承地脚螺栓没有把紧，现场把紧后振动故障消失。

2）轴承紧力不合格。

例：如某一次风机，经过现场动平衡后振动下降至优良，由于动平衡工作是在变频情况下逐渐提高转速后进行的，所以电厂希望工频转速启动后观察振动是否稳定。变频情况下逐步启动至1500r/min时，振动不足20微米，而工频直接启动至1500r/min时振动110微米，现场分析该振动变化非动平衡问题，后检修发现，该风机检修后轴承紧力调整不合标准，处理轴承紧力后，振动优良。

3）检修安装不对中，这种不对中包括多种方面，对轮不对中，对轮与假轴连接不对中，风机的压盘与叶轮连接不对中等等。

例：某引风机在大修后启动时，振动接近200μm，具体数值见下表。可以从表3中明显看出，该风机的振动中不但存在1倍频分量，同时也存在较高的2倍频。因此该风机的振动原因综合性较强，现场决定先进行检修处理，然后再进行动平衡以达到最优效果。检修人员进行了仔细检查，发现了部分转动部件的螺丝有松动现象，同时压盘与风机连接处有明显不对中，进行调整后风机振动值见表1，可以看出该风机的2倍频已经消除，剩下主要振动频率为一倍频分量，通过现场动平衡后，风机振动值如表2，该风机振动已达到优良水平。

表1 某引风机大修后风机轴承水平数据

转速（r/min） 通频（μm） 1倍频（μm） 2倍频（μm）

1000 180 120 110

表2 某引风机检修检查后后风机轴承水平数据

转速（r/min） 通频（μm） 1倍频（μm） 2倍频（μm）

1000 130 118 5

表3 某引风机进行动平衡后风机轴承水平数据

转速（r/min） 通频（μm） 1倍频（μm） 2倍频（μm）

1000 30 28 5

上例所反映出来的风机振动是各种振动综合作用的一个典型例子，这种振动情况在实际处理辅机振动过程经常出现，这就对辅机振动处理人员提出了较高要求，准确判断辅机振动的振动原因，并加以综合考虑，给出最优化的处理方案，少走弯路，即减少辅机振动的处理时间节省了工期，同时也大大减轻了现场工作强度。

3.3、电机振动引起的机械部分振动

电机侧振动带动辅机侧轴承振动，该种振动在处理电机振动后即可得到解决。判断是否是电机侧振动影响的辅机振动则是振动处理人员的主要工作。

例：某厂凝结水系统单机配三台55%容量的凝结水泵。一台凝结水泵工频配置，另外两台凝结水泵为变频配置。投产后，1、2号机组的变频凝结水泵由于振动过大，轴承多次损坏更换。我们对该凝结水泵水泵振动进行测量分析。以下为该凝结水泵水泵的基本参数。

表4凝结水泵技术参数表

技术参数 铭牌工况

（汽机VWO工况） 纯凝工况

（汽机TRL工况） 抽汽运行工况

（汽机抽汽工况）

泵的转向 从联轴器往泵看为逆时针

凝结水泵型号 LDTN290-9型 凝结水泵型式 立式

凝结水泵流量 290t/h 凝结水泵扬程 2.3Mpa

凝结水泵转数 1480r/min

表5 凝结水泵电机参数表

电机型号 额定电压 额定电流 额定功率 额定转速

变频调速电机 YLPKK400-4 6000V 33.2A 280kW 1480r/min

为了加强测量数据的准确性，刚进行过检修的2号机组1、2号变频凝结水泵进行振动测试，凝结水系统运行方式为凝结水再循环运行，升速区间为0至1500转。由于现场实测数据中，泵体振动在各转速下均不足20μm，因此表中不予列出，只列出电机自由端轴承振动数据。其中1号泵作为主要测量泵，分别测量了带泵与空转电机时的振动数据，2号泵作为比较泵，仅测量带泵时数据。

表6某厂2号机1号凝结水泵电机自由端（带负荷运行）轴承振动数据

转速（r/min） 通频（μm） 1倍频（μm）

1200 21 8

1250 27 9

1300 67 48

1337 121 51

1400 46 24

1450 37 17

1500 34 9

表7 某厂2号机1号凝结水泵电机自由端（空转电机）轴承振动数据

转速（r/min） 通频（μm） 1倍频（μm）

1200 16 2

1250 26 8

1300 62 41

1335 136 81

1400 49 25

1450 37 18

1500 32 6

表8某厂2号机2号凝结水泵电机自由端（带负荷运行）轴承振动数据

转速（r/min） 通频（μm） 1倍频（μm）

1120 30 7

1220 45 13

1320 150 100

1430 72 24

1500 50 18

从表6～表8中可以看出：电机自由端侧振动随转速变化明显，1号泵转速在1337r/min时，振动为121μm；2号泵在1320r/min，振动为150μm。可以通过以上带泵和不带泵试运数据比对，看出泵侧振动是由于电机侧振动较大引起的，泵体本身并不存在振动问题。

后经过现场分析，针对该泵振动情况给该厂提出了以下两条建议：

1、与电机厂家进行沟通，解决该变频电机的临界转速区问题，确保设备运行安全。

2、在电机临界转速区没有解决之前，避开该工作转速下长期运行，延长轴承使用寿命。

3.4、运行工况引起的振动

这方面的主要原因是风机喘振。

轴流风机的运行特性是风量大、压头适应区间小，从图1“轴流风机特性曲线”中不难看出，增加系统阻力、减少系统通风量，均易使风机的工作点落在“禁止运行区”中。风机工作点一旦进入“禁止运行区”，风机不可避免地会发生喘振现象，而喘振相应会带来风机轴承及紧固件的损伤、乃至失效。

图1轴流风机特性曲线

结语:对于引风机来说，如果取消增压风机，则从炉膛出口至烟囱的全部系统阻力均需引风机承担。此时，引风机在较大风量下还可以在工作区运行，而一旦通风量有所下降（约55%BMCR工况），引风机将进入“禁止运行区”。另外，飞灰磨损也是造成引风机振动的常见原因。在防范措施上，如果要采取取消增压风机的运行模式，则应在考虑脱硫岛阻力的基础上对引风机进行重新选型，任何的侥幸心理都是不可取的。

对于送风机来说，在中速磨直吹式制粉系统掺烧褐煤的情况下，制粉系统干燥出力严重不足，造成一次风率大幅上升、二次风率显著下降。因此送风机往往在低风量水平运行，如果在低负荷下热二次风箱压力又保持较高值，则轴流送风机也可能进入“禁止运行区”。在防范措施上，锅炉负荷低于60%BMCR后，应适度调低热二次风箱压力；对于将掺烧褐煤作为常用煤种的电厂，可以考虑加装高温管式空预器（应注意满足脱硝入口温度的要求），从根本上解决一次风率高的问题。