電廠轉動設備振動故障分析

李文龍

摘 要： 在電廠生產過程中需要使用大量的機械設備，例如汽輪機、發電機、風機、泵等轉動設備，是電廠生產過程中的主要機械，近年來電廠生產過程中的故障率逐漸升高，轉動機械設備故障是電廠生產運行過程中的主要問題，本文對電廠轉動設備振動故障進行分析，旨在提高電廠生產水平。

關鍵詞：電廠 轉動設備 振動故障 對策

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）07-0215-01

引言

電廠是電力生產運輸的主要場所，據統計當前電廠生產過程中有40%的故障都是由于轉動設備故障引起的，汽輪機、發電機、風機、泵等是電廠生產過程中的主要轉動設備，振動故障是這些設備運行過程中常見故障類型，出現振動故障時應該要及時進行處理，防止事態嚴重對整個電廠生產產生影響和阻礙。在電廠運行過程中可以采用離線狀態監測系統對電廠生產現場的轉動設備進行監測，并且采集設備的波形，對故障部位進行確定，查找故障原因，對故障成因進行分析和判斷，最終確定檢修時間，確保檢修過程順利完成，提高轉動設備的性能。

一、電廠轉動設備的振動故障

轉動設備是電廠運行過程中的主要設備類型，在運行過程中會出現振動現象，常規的振動是有規律的振動，是轉動設備在正常的運行狀態下的一種正常現象，振動的幅度不會太大，除了常規、正常的振動之外，在設備運行過程中還可能會出現一些異常振動，超出轉動設備的承受范圍，導致轉動設備運行穩定性受到影響。產生振動故障的原因是多種多樣的，例如轉動設備本身的質量問題和介質問題，如油溫、油質、疏水等因素可能會導致異常振動，外部操作不當也會導致異常振動。例如由于轉動設備轉子的溫度異常導致的振動故障十分常見，當轉動設備工作一段時間之后溫度會升高，材質的內應力也會隨著溫度的升高而釋放，從而導致轉動設備轉子出現變形。另外，由于蒸汽參數的影響，當轉動設備轉子在運行過程中受到蒸汽參數影響的時候也會導致轉子出現變形，主要有臨時性完全變形和永久性完全變形兩種，對轉動設備運行產生嚴重影響。再比如在轉動設備轉動運行的過程中如果存在摩擦振動也會導致振動故障出現，如在減速過程中存在較大的摩擦，則會導降速過臨界時的振動與正常情況下的升速相比較而言更大一些，當機器停止工作之后大軸的晃度比較高。

二、電廠轉動設備振動故障分析

1.振動分析的基本原理

轉動設備運行過程中形成的振動頻譜包含了各種零部件的機械狀態信息，轉動設備的聯接及轉子存在不平衡的現象，齒輪箱中輪齒出現磨損、剝落、斷裂等問題，滑動軸承中存在油膜震蕩等，都會導致轉動設備頻譜出現異常，從函數關系中可以體現出振動故障。

2.判斷轉動設備振動故障的基本方法

在電廠轉動設備工作過程中經常會出現各種異常振動現象，在進行振動故障處理的過程中，應該首先要對故障進行檢測，根據振動故障發生時的頻率波形的變化特點、頻率的變化情況等對振動故障的原因進行分析，同時觀察振動相位的變化情況以及相鄰軸承的相位間的相互關系，對轉動設備運行過程中的轉速、溫度、負荷等各種參數進行分析，將其與正常工作參數進行對比，作為故障原因的分析依據。在檢測振動故障的時候一般先對轉動設備主體進行分析，然后對設備基礎進行分析，首先對轉子進行檢測，然后對設備的其他附屬部分進行檢測，最終確定故障的原因以及故障位置，并且及時對故障進行排查。

例如某鍋爐廠的轉動設備在運行過程中出現異常振動，廠內維修人員在接到通知之后對異常振動的風機進行檢查。技術人員首先用手摸風機軸承的位置，發現比較燙手，而且風機中的冷卻水中斷，因此技術人員判定是冷卻水的管道發生堵塞，通過進一步檢查發現進水的水閥被堵塞，從而影響設備進水。另外，在鍋爐廠中風機也很容易出現葉片磨損，從而導致振動故障出現。例如某廠生產過程中，鍋爐風機在轉動過程中首先出現金屬撞擊的聲音，隨后開始出現異常抖動，技術人員在對風機進行檢查的時候發現，在風機的進氣口雖然設置了旋風除塵設備，但是設備上的灰塵積累較多，在鍋爐運行過程中，風機產生的氣流會將粉塵帶入到風機葉片的位置，并且產生與銼刀葉片相同的功能，使得葉片的磨損情況進一步加重，從而使得風機在運行過程中的振動越來越嚴重。通過對裝置上的灰塵進行清除之后，再次啟動風機發現可以正常運轉，而且不會出現較大幅度的振動，其振動的幅度在可控范圍之內。

另外，在考慮故障問題的時候，還要進行綜合考慮，通常情況下轉子的不平衡狀態是通過頻譜圖來顯示的，對于轉動設備而言，應該要綜合考慮各種因素對轉子的影響，比如出現異常振動的是剛性轉子，則應該要對轉子的最大轉速進行確定，并且對轉子的轉速進行對比，得出具體的診斷結論。同時還要區分出具體的相位，當轉子的相位與頻率保持一致，則可以判定是基礎共振，如果轉動設備上的各個質點的離心振幅有差速，則可能由于轉子不平衡造成的，對此可以加強對轉子的轉速控制，使得轉子保持相對平衡，減少轉子不平衡帶來的異常振動故障。

3.加強設備維護與檢修

在轉動設備中有很多振動故障都是突發性的，突發的故障通常都是由于某個部位的零件脫落、損壞、線圈膨脹受阻、軸承油膜失穩、蒸汽激振等引起的，在轉動設備的運行過程中，應該要及時對振動故障進行檢修，并且要積極加強對轉動設備的日常維護管理，維修人員要定期對轉動設備進行檢測，對各種硬件進行測試，一旦發現問題要及時維修，如果發現硬件已經不能滿足生產所需，則應該要及時對硬件設備進行更換，并且對更換之后的轉動設備進行調試，確保沒有問題之后再投入使用。

結語

綜上所述，電廠中的轉動設備質量直接影響電廠的生產安全性與穩定性，轉動設備振動故障是電廠常見故障之一，在電廠運行過程中要對各種常見的振動故障原因進行分析，出現故障時要及時找到問題成因，并且進行解決，以提高電廠轉動設備的工作性能。

參考文獻

[1]張學延，張衛軍，葛祥.電廠旋轉機械設備振動問題處理案例分析[J].中國電力，2015（08）

[2]訾娟，趙閆濤，張安鑫.振動分析在火電廠轉動機械中的應用[J].華電技術，2013（11）

[3]萬曉天.旋轉電機設備振動故障的分析與判斷[J].電力設備，2006（04）