基于振动理论的一次风机轴承劣化分析

张永军

（山西大唐国际运城发电有限责任公司，山西 运城 044602）

1 设备简介及异常经过

某电厂600 MW机组一次风机为上海鼓风机厂有限公司制造的PAF19-14-2型双级轴流式风机，风机轴承箱为TLT-SBW，风机轴承分别为FAG NU336、FAG NJ336、SKF 7240。

2016年11月22日之前，风机运行正常，振动稳定在1.2～1.5 mm/s之间。12月7日起，风机振动增大，振动在1.5～3 mm/s之间变化，并且不稳定。振动异常前后的趋势分别见图1和图2。

图1 振动正常时趋势图

2 振动测试分析及异常的检查处理

2.1 振动测试

风机振动增大后，采用美国NI振动数据采集系统和上海SK振动数据处理软件，振动传感器采用国产速度传感器，进行振动测试。测点位置安装在电机自由端、电机驱动端、风机前、风机后，每处分别安装了水平、垂直2个测点，振动测试数据见表1，风机前水平振动15 min的瀑布图见图3。

图2 振动增大后趋势图

表1 振动测试数据列表 mm/s

图3 风机前水平振动瀑布图

2.2 振动特征及分析

电机自动端和驱动端振动均正常，风机振动较大，应排除电机故障的原因，故障部位应在风机处。

一倍频不是主要振动频率，可排除转子平衡的原因及支撑刚度不足的原因。

虽然有一倍频、二倍频振动分量，但幅值较小，应排除对中的原因。

振动频率也不符合滚动轴承故障的特征频率（特征频率见表2），也无相应的频带，排除轴承内圈、外圈、滚动体、保持架故障的原因。

风机振动与机组负荷、动叶开度等没有规律性的对应关系。

振动频谱以1X、2X、3X、4X、5X、6X等倍频为主。

初步分析风机振动较大是由机械松动引起的。针对松动故障，有风机底座的松动、轴承箱的紧固不牢、或者轴承本身的松动3个方面，根据频率特征，基本可以排除前两个方面的原因，重点怀疑风机轴承的松动。

2.3 风机的解体检查及异常部位的确认

根据振动特征的诊断分析，利用机组停运机会对轴承箱解体检查，重点检查轴承是否松动。同时对风机叶片、轮毂、滑块、推杆、轴承箱等相关部件进行检查。

轴承箱解体后，测量轴承箱内部轴承游隙，结果超标0.13 mm，对超标轴承进行了更换。

本次风机解体检查，只有轴承箱内部轴承游隙超标，其他相关数据全部合格，振动异常原因确认为轴承箱内轴承游隙超标。

2.4 风机检修投运后的振动测试及简要分析

风机检修后投入运行，进行了振动测试，测试数据见表3，风机前水平振动的瀑布图见图4。

风机振动稳定在0.8～1.2 mm/s之间，对比修前振动明显降低。

对比风机检修前后的振动频谱，修后风机振动基本以一倍频和二倍频为主，振动频谱有了很大的变化。

表3 风机修后振动测试数据列表 mm/s

图4 风机修后前水平振动瀑布图

3 结束语

根据风机振动的特征，诊断此风机振动异常增大为机械松动引起的，分析为轴承游隙的增大，并经解体检查得到了确认。当然，这一分析诊断，是在排除了转子不平衡、支撑刚度弱、对中问题、轴承本身故障等原因之后，缩小故障范围，从而分析诊断故障原因的。

根据本案例的分析处理过程，进一步思考，对于滚动轴承游隙变大的劣化，只要振动不超标，并且也确认了劣化的原因，是可以监督运行的。

在点检劣化分析中，若已明确了劣化原因，建议综合考虑决策，跟踪观察劣化趋势或者停运设备进行检修。