安徽华电六安电厂有限公司
摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，利用正向推理，在能够引起引风机振动故障的全部原因中，采取逐个排除的方法，找出引风机抽向振动故障所在，分析了振动的机理，并从相位出发，就如何对此类故降进行诊断与分析进行了讨论，对诊断引风机振动故阵和提高诊断准确率其有一定的指导意义。
关键词：引风机；轴承座；轴向振动；振动分析仪
引言
引风机作为火力发电厂的重要设备，运行工况较为恶劣，引起其振动故障的原因多种多样。可能是单一故障源导致，也可能是多方面因素叠加造成，故障诊断复杂，但归结起来，风机振动故障来源主要有三个方面：气流流场、电机电磁和机械部分。通过由易到难逐步排除的分析办法，以及利用先进的振动检测、诊断仪器，往往能既快速又准确地找出振动故障原因，针对性地制定出行之有效的解决方案。
1概述
引风机是烧结厂主要设备之一‚引风机运行中出现各种问题造成烧结生产无法进行‚直接造成生产停产。引风机运行中的故障特性有振动、温度、噪声、润滑油炭化、扭矩、扭振等。每个特性都从不同角度反映风机的运行状态‚但由于条件和检测手段所限‚有些相对而言‚引风机的振动信号中含有设备运行工况的信息。
2引风机轴向振动异常原因分析
2.1风机振动状态与特征
风机叶轮不平衡时表现为水平振动大，风机轴承损坏表现为垂直方向振动大，对轮中心偏差过大可表现为轴向及水平方向振动大。但该风机是新安装设备，轴承、叶轮均已查证无质量问题，其对轮中心、轴承安装间隙、轴系水平度等均符合技术文件要求。因此基本可以排除这些因素造成的可能性。另外，风机振动以水平振动及垂直方向振动情况居多，而以上振动为单一轴向振动，此情况较为少见。引起轴向振动原因比较复杂，常规分析较为困难，需借助振动分析仪和动力特性测试仪，通过采集振动图谱和振动数据，以辅助分析判断。
2.2不对中故障
由不对中引起的振动‚主要有三个特点‚一是表现在轴向振动较大‚二是靠近联轴器的轴承振动增大‚三是不对中故障的特征频率为2倍频‚常伴有3倍频。该引风机振动最明显的特征是轴向振动较大‚由表1可知‚靠近联轴器的轴承轴向振动为178μm‚自由端轴承轴向振动为204μm；由图2b、d可知‚轴向振动的频谱中除基频外‚有明显的2倍频和3倍频‚且2倍频的幅值高达基频的44％‚尽管检修人员一再强调对中没有问题‚但是‚如果联轴器本身有问题‚检修水平再高也无法排除不对中故障。这也与前面所述的振动特征（5）相吻合。
2.3气流激振试验
利用调节门开度对风机进行气流激振试验‚在调节门开度为0％、25％、50％、75％和100％的工况下‚对各轴承的水平、垂直、轴向振动进行测试‚目的是判别风机振动是否是由喘振引起的。但测量结果表明：风机振动与调节门的开度无关‚喘振引起的振动是高频的‚振动方向为径向。从频谱上未发现高频振动‚且风机的振动主要表现在轴向。因此‚风机的振动不是由喘振引起的。
3处理措施及效果
3.1运行时的临时措施
1）用压缩空气对轴承座底连接面喷吹，以及用抹布将承座底连接面处的漏油尽量清除干净后，再次紧固轴承座地脚螺栓，使之受力趋于均匀分布。2）在轴承座底部增加楔形垫铁（注意不能用力过大），作为降低风机振动的临时措施，适当提高轴承座动刚度，使风机运行过程的轴向振动值降低至130μm以下，并加强巡检测振，保证风机可继续在监督下运行。
3.2电机启、停试验
将简易测振表的传感器置于电机地脚上‚若在启动电机的瞬间‚测振表的数值即刻上升到最大值‚或在断电后‚数值迅速下降回零‚则属电磁振动‚通过试验震动随转速的升高或而逐渐增大和减小‚因此引风机的振动不属于电磁振动。
3.3轴承座动刚度的检测
影响轴承座动刚度的因素有连接刚度、共振和结构刚度。通过检测可知：连接部件的差别振动仅为2～3μm‚认为动态下连接部件之间的紧密程度良好；风机的工作转速为740r／min‚远远低于共振转速‚风机的振动不属于共振；风机为运行多年的老设备‚结构刚度不存在什么问题。因此‚风机轴承座动刚度没问题‚可以排除风机转速接近临界转速和基础不牢的故障。
3.4动力特性测试
对风机驱动端轴承座进行动力特性测试，轴承座顶端沿轴向5个点（从风机往电机方向）的振动分别为56μm、55μm、15μm、41μm、81μm，表现出较为明显的差异，而轴承座基础也存在最大12μm的振动差值，如图6所示。从轴承座动力特性测试结果来看，轴承座连接不好导致风机振动大，但与常规接触不良导致振动大的故障特征频率存在明显的差异。松动或接触不良，故障特征频率为工频，而实际A引风机还存在较大的高频成分（2～6倍）。经分析认为，A引风机振动异常主要是接触不良导致动刚度变化，引发振动大幅波动，而振动高频成分来源于两个方面：一是接触不良导致结合面部位出现轻微的高频成分；二是由于安装过程中的漏油渗透到接触面使连接刚度表现出非线性，并放大了撞击产生的非线性高频成分。结合现场振动现象分析，造成A引风机的振动异常现象原因：轴承座螺栓紧力不足或是紧力分布不均，导致风机驱动端轴承座动刚度随着运行环境变化，环境温度较高时，轴承座及基础受热膨胀，结合面间隙基本消除，轴承座动刚度正常，风机振动也趋于正常并保持稳定。环境温度降低时，轴承座及基础受冷收缩，间隙增大，动刚度降低，振动也随之上升。安装过程的漏油加上间隙的影响，振动频谱出现较大比例的高频成分。A引风机振动达到200μm以上时，可以明显看到轴承座底部结合面“呼吸效应”明显，漏油在结合面形成气泡。为验证上述判断，在风机运行情况下现场进行了两项试验，一是给轴承座加顶丝，提高轴承座动刚度；二是对轴承座进行烤灯加热，观察热状态对风机振动的影响。通过顶丝给予轴承座小量抬升力后，A引风机驱动端轴承座轴向振动值立即下降约40μm，效果明显。采用烤灯加热2h后，风机振动降低约12μm。实践证明，以上两个措施都具有降低振动的效果。
结语
振动的3个要素是振动幅值、圆频率和相位。因此‚振动是一个具有大小和方向的矢量‚相位与频率一样‚也含有丰富的振动信息‚该风机轴承偏转和不对中的故障也可以从相位的变化来判断。对于风机自由端轴承来讲‚如果4个测点的相位明显不同‚说明轴承在扭振‚是由于轴承在轴上或者在轴承座中翘起造成的。联轴器两侧径向振动的相位差如果基本上为180°‚说明齿式联轴器属于平行不对中；两侧轴向振动相位差如果接近180°‚说明齿式联轴器属于偏角不对中。但遗憾的是当时没有意识到这一点‚只注重振动的幅频特性‚否则‚利用幅、频、相进行综合诊断‚会大大增强诊断的信心‚提高诊断的准确性。
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