PDF《330 MW 机组锅炉一次风机滚动轴承 异常振动诊断及处理》

内蒙古电力技术INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER 2019年第37卷第2期 [收稿日期] 2018-10-18 [作者简介] 赵耀俊 (1984) , 男, 内蒙古人, 学士, 工程师, 从事电力设备状态监测工作.

doi:10.3969/j.issn.1008-6218.2019.02.010

330 MW机组锅炉一次风机滚动轴承 异常振动诊断及处理 赵耀俊, 田帅(内蒙古国华准格尔发电有限责任公司, 内蒙古 鄂尔多斯 010300)

1 设备概况 内蒙古国华准格尔发电有限责任公司 (以下简 称国华准电) 全厂总装机 4*330 MW,

2 号机组 B 一 次风机为上海鼓风机厂生产的离心式通风机, 主要 参数见表

1 所示.一次风机轴系结构示意图如图

1 所示.轴承采用22232SMC3型滚动轴承.

2 故障经过 2017-07-12T09: 00,2 号机组 B 一次风机启 动.点检发现风机

2 号轴承水平振动超标, 振幅达 摘要: 内蒙古国华准格尔发电有限责任公司2号机组一次风机启动时, 2号轴承水平振动 超标.根据轴承振动频谱图分析及轴承故障频率监测, 确定2号轴承振动大原因为轴承配合 间隙增大、

1 号轴承存在严重缺陷.调整

2 号轴承间隙并更换

1 号轴承后, 轴承振动恢复正 常, 保证了设备的长期安全稳定运行. 关键词: 一次风机;

滚动轴承;

振动频谱;

故障频率;

冲击能量值 文献标志码: B 中图分类号: TM621.7 文章编号: 1008-6218 (2019) 02-0097-04 Diagnosis and Treatment of Abnormal Vibration of Rolling Bearing on Primary Fan for

330 MW Boiler ZHAO Yaojun, TIAN Shuai (Inner Mongolia Guohua Zhuanger Power Generation Co.,Ltd., Ordos 010300, China) Abstract: When unit

2 of Inner Mongolia Guohua Zhungeer Power Generation Co.,Ltd. started a fan, the horizontal vibration of bearing No.2 exceeded the standard level. Based on the analysis of the vibration spectrum of the bearing and the frequency monitoring of the bearing failure, it was determined that the main reason for the vibration of bearing No.2 was the increase of the bearing gap and the serious defect of bearing No.1. After adjusting the clearance of No.2 bearing and replacing No.1 bearing, the bearing ran normally, which guaranteed the long-term safe and stable operation of the equipment. Key words:primary fan;

rolling bearings;

vibration spectrum;

frequency of failure;

impact energy value

97 2019年第37卷第2期内蒙古电力技术00.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.8g 0.6g 0.4g 0.2g 0.0 -0.2g -0.4g -0.6g -0.8g t/s 冲击能量值 图4 2号轴承水平振动时域图 图3 2号轴承水平振动位移频域图

110 88

66 44

22 0

0 150

300 450 振幅 /μm 频率/Hz 电动机 图1 一次风机轴系结构示意图 1号 轴承 2号 轴承 3号 轴承 4号 轴承 一次 风机 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 3月2日 3月20日 4月17日 5月8日 7月14日 振幅 /mm 图2 B一次风机2号轴承振动趋势图 时间 0.11 mm (标准[1] 要求小于 0.085 mm) , 见图

2 所示;

1 号轴承水平振动振幅 0.06 mm, 以1倍频为主 (幅值 达0.045 mm) ;

电动机侧轴承振动良好, 基础地脚振 动很小且无差别振动.电动机电流正常, 风机调门 开关正常, 风道无明显振动.

3 故障原因分析及处理 3.1 原因分析 由图

2 可以看出, 风机在

7 月12 日启动之前,

2 号轴承振幅都小于 0.08 mm, 风机启动后振幅突然 上升至 0.11 mm.通过现场听音、 油面镜观察油质 情况, 未发现异常.使用离线振动分析仪对该轴承 进行振动频谱采集分析, 发现其水平振动主要为

1 倍频分量, 同时存在

2、 3倍频等高阶谐频振动 (如图

3 所示) .但在时域图中可以观察到该轴承冲击能 量值较小 (见图 4) , 因此可以排除风机轴系存在动 不平衡因素.由于现场轴承座地脚振动值很小, 没 有发现其他部件松动缺陷, 因此判断

2 号轴承振动 大原因可能为轴承配合间隙偏大[2-3] . 在分析

2 号轴承振动频域图中 (图5红圈中所 示) 发现滚动轴承的外圈故障频率为 203.25 Hz, 其 加速度有效值为 0.0591g, 虽然没有超出标准限值 (0.1g) , 但需引起重视.随后对

1 号轴承频谱和电 动机轴承频谱进行分析对比, 发现

1 号轴承存在明 显的轴承外圈故障频率, 其加速度有效值为0.666g, 并存在高阶谐频 (如图6所示) .在图7所示的时域 图中可以明显观察到多个脉冲冲击 (线性突起) , 其 瞬态冲击能量值已高达5g. 多次测量1号轴承振动冲击能量值均在6g~10g 之间, 根据滚动轴承故障发展过程 (见图 8) 特征可 知: 该轴承处于第2阶段向第3阶段过渡期, 振幅增 大, 振动频率加速度值有上涨趋势 (已超过第1阶段 限值0.25g) , 出现轴承振动冲击能量;

随着轴承故障 恶化会引起振动冲击能量值增大, 因此应提出预 警, 对该轴承进行密切跟踪监测, 做好随时检修准 备[4-7] . 3.2 故障处理及效果 3.2.1 2号轴承

2017 年7月底停运

2 号机组, 对B一次风机进 行检修, 发现2号轴承配合间隙超标, 测量值为0.31 mm (标准值为0.05~0.10 mm) , 轴承未发现缺陷.对 该轴承配合间隙进行调整, 使其符合标准.再次运 行后该轴承水平振幅最大0.053 mm (标准要求小于 0.085 mm) , 振动频谱主要以1倍频分量为主, 1倍频 振幅 (峰峰值) 为0.038 mm, 其他分量很小, 轴承运 行良好. 参数 风机型号 轴功率/kW 转速/rmin-1 流量/ (m3 ・ s-1 ) 全压/Pa 数值 1788AB/1340

1630 1480 84.81

117 506 表1 一次风机主要设计参数

98 2019年第37卷第2期 赵耀俊, 等:

330 MW机组锅炉一次风机滚动轴承异常振动诊断及处理 图6 1号轴承振动频域图 0.7g 0.6g 0.5g 0.4g 0.3g 0.2g 0.1g

0 0

250 500

750 1000 频率/Hz 加速度值 5g 4g 3g 2g 1g

0 0.31 0.64 0.98 1.31 1.64 1.98 2.31 t/s 冲击能量值 图7 1号轴承振动时域图 轴承寿命的80%~90%

1 2

34 灾难性 (毁灭性) 的破坏点 轴承损坏阶段1: 10%~20%的轴承剩余寿命 轴承损坏阶段2: 5%~10%的轴承剩余寿命 轴承损坏阶段3: 1%~5%的轴承剩余寿命 轴承损坏阶段4:

1 h~1%的轴承剩余寿命 累积损坏程度 /% 轴承全寿命周期/% 图8 滚动轴承故障发展的4个阶段 3.2.2 1号轴承 将1号轴承解体后发现轴承外圈存在明显缺陷 (如图

9 所示) , 轴承外圈滑道表面有长约

90 mm 的 麻坑缺陷 (最宽处23 mm、 坑深1.5 mm) , 决定更换该 轴承. 更换后, 1号轴承振幅最大0.028 mm, 振动频谱 如图

10、 图11 所示, 轴承外圈故障频率加速度有效 值较小, 为0.045g, 属于轴承正常运行值 (标准小于 0.1g) , 瞬态冲击能量值1.35g, 属于正常范围[8] (标准 图5 2号轴承振动频域图 0.170g 0.153g 0.136g 0.119g 0.102g 0.085g 0.068g 0.051g 0.034g 0.017g

0 0

150 300

450 加速度值 频率/Hz C: 轴承保持架故障频率;

D: 轴承滚动体故障频率;

E: 轴承外圈故障频率;

F: 轴承外圈故障频率 图9 B一次风机1号轴承外圈缺陷情况 0.06g 0.05g 0.04g 0.03g 0.02g 0.01g

0 0

250 500

750 1000 频率/Hz 加速度值 图10 1号轴承更换后振动频域图

99 2019年第37卷第2期内蒙古电力技术图5 9117大学路与9212君正华府联络图 分支线路10 kV 联络开关 三级开关 二级开关 站内一 级开关

110 kV 2DL 1DL A变电站 1DL 二级开关 站内一级开关 三级开关 B变电站

9212 9117

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2015 (27) : 3-4. 编辑: 郭昆??????????????? ???????????????

0 1

2 3

4 1.4g 1.2g 1.0g 0.8g 0.6g 0.4g 0.2g

0 冲击能量值 t/s 图11 1号轴承更换后振动时域图 要求小于3g) , 轴承运行良好.

4 结束语 通过对国华准格尔发电有限责任公司2号机组 B 一次风机轴承振动大原因进行分析, 及时准确判 断振动故障原因, 并提出有效的处理措施, 保证了 机组的安全稳定运行.此分析方法和经验可供同 行借鉴参考. 参考文献: [1] 全国机械振动、 冲击与状态监测标准化技术委员会.在非 旋转部件上测量和评价机器的机械振动 (第3部分) : GB/T 6075.3―2011[S].北京: 中国标准出版社, 2011. [2] 内蒙古国华准格尔发电有限责任公司.转动设备振动评 价管理标准 (试行) : GHFD-10-TB-01[S].鄂尔多斯: 内 蒙古国华准格尔发电有限责任公司, 2011. [3] 梅宏斌.滚动轴承振动监测与诊断[M].北京: 机械工业出 版社, 1996: 9-28. [4] 张永明, 郝文蛇.一次风机轴承振动大原因分析及处理 [J].内蒙古电力技术, 2013,

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