超超臨界鍋爐脫硫濕磨機異常振動的診斷

郭玉杰，王曉東，吳剛，高宇

(1.河南電力試驗研究院，鄭州 450052；2.大唐信陽發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 信陽 464100)

某型超超臨界鍋爐脫硫濕磨機運行時發(fā)生了電動機-減速機彈性聯(lián)軸器彈性橡膠塊老化變形脫落的異常情況，修復(fù)后投入正常運行，但是設(shè)備出現(xiàn)了振動增大現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在電動機驅(qū)動端軸承(2#軸承)和減速機高速端軸承(3#，4#軸承)上，振動為170 μm左右，而正常運行中軸承振動小于70 μm。

現(xiàn)場進行了檢修檢查，主要是各軸承、減速機內(nèi)部、地腳螺栓、電動機-減速機彈性聯(lián)軸器中心復(fù)查，電動機內(nèi)部檢查，更換了聯(lián)軸器彈性橡膠塊、電動機自由端軸承和減速機端高速軸承，但無明顯效果，異常振動仍影響設(shè)備的安全運行。

1 振動試驗

該電動機與減速機高速軸采用彈性聯(lián)軸器連接，減速機低速軸與濕磨機傳動軸同樣采用彈性聯(lián)軸器。減速機減速比是6.3∶1。電動機工作轉(zhuǎn)速為996 r/min，濕磨機的工作轉(zhuǎn)速為158 r/min。

設(shè)備振動測點布置如下：1#～4#軸承垂直、水平方向臨時安裝速度傳感器，用于測量軸承的振動位移值。

圖2 軸承垂直方向振動的頻譜圖

圖3 軸承水平方向振動的波形圖

表1 運行中各軸承測點基頻振動值、相位和通頻振動值 μm

表2 斷電后部分軸承振動測點基頻振動值、相位和通頻振動值 μm

從以上圖、表可以看出：

(1)設(shè)備振動主要表現(xiàn)在2#，3#軸承上，振動頻率以基頻為主，性質(zhì)是普通強迫振動。

(2)3#軸承有少量的62 Hz的振動分量，水平方向62 Hz振動值為45～61 μm，垂直方向62 Hz振動值為32～36 μm。

(3)2#，3#軸承水平方向相位差為152°，接近于反向180°。

(4)2#，3#軸承垂直方向相位差為120°，以反向分量為主，但是也有明顯的同向振動分量，可以說既有反向振動分量也有同向分量。

(5)設(shè)備斷電后降速過程中，在939 r/min時2#軸承水平振動為125 μm，與工作轉(zhuǎn)速下的振動值對比，振動略有降低。

(6)電動機-減速機彈性聯(lián)軸器兩側(cè)的2#，3#軸承徑向振動頻譜中，沒有明顯的2倍頻振動分量。

評分內(nèi)容包括115項，其包括三部分：（1）神經(jīng)學(xué)部分：主動及被動肌張力和原始反射。（2）行為學(xué)部分：包括狀態(tài)、感官及互動反應(yīng)。（3）藥物負荷/戒斷，最后評出13項分數(shù)，比較兩組每項均數(shù)及標準差，通過統(tǒng)計學(xué)分析比較兩組的差別，進而評估兩組神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。

(7)從波形圖上看，2#，3#軸承水平方向振動波形不是標準的正弦波，發(fā)生了畸變。

(8)減速機兩端軸承徑向振動特點是，靠近彈性聯(lián)軸器軸承的振動明顯大于另一個軸承，但是2個軸承無論是垂直方向還是水平方向振動，相位基本相等。

(9)電動機驅(qū)動端振動明顯大于自由端。

2 故障診斷

(1)設(shè)備振動主要表現(xiàn)在電動機驅(qū)動端軸承和減速機高速端軸承徑向的2個方向上，振動主頻率是基頻，性質(zhì)是不穩(wěn)定普通強迫振動。

(2)從歷史趨勢上分析，設(shè)備投產(chǎn)時振動狀態(tài)良好，說明原來設(shè)備正常。

(3)從相關(guān)性角度分析，因電動機-減速機聯(lián)軸器彈性橡膠塊脫落造成設(shè)備異常，無法正常運行。修復(fù)后設(shè)備振動狀況出現(xiàn)了明顯惡化。因此不能排除本次檢修工作對設(shè)備的負面影響。

(4)從振動部位傳遞性規(guī)律上分析，一般靠近故障部位的振動應(yīng)大于遠離故障的部位。結(jié)合減速機和電動機兩端軸承振動大小，故障部位應(yīng)靠近電動機-減速機彈性聯(lián)軸器。

(5)根據(jù)軸承振動相位，電動機-減速機彈性聯(lián)軸器兩端軸承水平方向振動近于反向，垂直方向振動反向大于同向，故障部位應(yīng)該位于彈性聯(lián)軸器側(cè)附近，具有偏角不對中的特征[1]。

(6)電動機斷電后，電動機驅(qū)動端振動沒有立即消失和明顯降低，說明振動故障不是電氣因素引起的[2]，可以排除電動機故障。

根據(jù)以上分析，診斷為電動機-減速機彈性聯(lián)軸器中心不正，有必要進行檢查和驗證。

3 處理措施和效果

停機檢查發(fā)現(xiàn)彈性聯(lián)軸器中心偏差很大，上、下張口超標0.50 mm。同時檢查了彈性聯(lián)軸器晃度，減速機側(cè)外圓晃度為0.30 mm，電動機側(cè)外圓晃度為0.25 mm。由于聯(lián)軸器外觀變形，拆卸修復(fù)后重新裝配。回裝后聯(lián)軸器外圓晃度小于0.05 mm。同時外圓、張口偏差均小于0.03 mm。

處理后設(shè)備狀況良好，電動機兩端軸承振動均小于42 μm，結(jié)果見表3。減速機的3#，4#軸承基頻振動大幅度降低，但通頻值偏大，頻譜分析表明主要是存在頻率為62 Hz、大小為50～60 μm的嚙合頻率分量，嚙合頻率是由減速機大、小齒輪工作狀態(tài)不良造成的。

表3 處理后各軸承振動測點基頻振動值、相位和通頻振動值 μm

考慮到振動值與原來對比變化不大，并且振動值在合格范圍，可以安全運行。通過長時間的運行觀察，沒有再出現(xiàn)振動增大現(xiàn)象。

4 結(jié)論

(1)該型設(shè)備檢修后的振動增大現(xiàn)象，振動主頻率是基頻，性質(zhì)是穩(wěn)定普通強迫振動。振動特點是電動機-減速機彈性聯(lián)軸器兩端徑向振動相位呈反向；靠近聯(lián)軸器的振動值明顯大于另一端。振動原因是彈性聯(lián)軸器中心不正。通過現(xiàn)場檢修調(diào)整，消除了設(shè)備的振動故障。

(2)根據(jù)彈性聯(lián)軸器兩端軸承的相位差進行分析，可以大致判斷其故障類型。

(3)從振動傳遞性規(guī)律上，可以判斷設(shè)備故障部位的大體位置。

(4)傳統(tǒng)觀念通常認為彈性聯(lián)軸器對中心偏差有較強的補償性，但是該型彈性聯(lián)軸器的中心不正造成了設(shè)備超標振動故障，值得高度重視。