摘要：科技的不断进步，对设备的诊断技术也在不断更新。随着电力行业的快速发展，现代大型核电发电厂的单机容量也随之加大，如此一来，应加大对风机故障的诊断力度。其中，振动故障诊断技术当中的关键因素就在于故障特征的分类与提取。本文就风机振动监测与故障诊断技术应用展开探讨。
关键词：振动；质量不平衡；故障诊断技术
1振动监测常见故障原因
1.1质量不平衡
不平衡就是质量和几何中心线不重合所导致的一种故障状态。当转子旋转时，其重心产生一个离心力作用在轴承上，该力的大小随着转子的旋转而稳定的变化。造成不平衡的原因有很多种，如设备自身质量分布不均、安装不当、受热不均等，当不存在其他故障问题时，不平衡会产生一个正弦图形，即在1倍转频处产生峰值，因此可以利用振动监测数据中1倍转频的峰值大小对设备不平衡状态进行监测。
1.2零部件松动引起的振动
零部件的松动是最常见的振动原因，零件的松动主要原因有两个：一是因磨损、腐蚀等因素导致配合间隙过大而引起的松动；另一种是地脚螺栓等紧固件松动，引起整个风机的强烈振动。松动故障会放大任何已有的不对中、不平衡所引起的振动现象。
1.3转子不对中
风机不对中引发的故障最为明显的即为轴系与轴承不对中。也就是说轴颈在轴承中产生了偏斜。各个转子之间也发生了平行不对中或角度不对中。不对中故障使轴承油膜发生剧烈振荡，令整个轴系载荷发生改变，影响了风机的正常运行，。
2实例分析
国内某核电厂排烟风机在2017年3月23日状态监测时发现电机振动值很高，随后进行简单的处理，如叶轮清灰、电机底座增加配重等方法，没有取得明显的效果，在4月7日状态监测时电机振动值仍然很高，随后安排对叶轮做离线动平衡，叶轮回装后，在4月20日品质再鉴定试验时振动值大大降低，恢复到正常水平。
2.1 结构特征
核电厂排烟风机系统结构示意图如下图1。
图1 核电厂排烟风机安装示意图
2.2 仪器仪表
振动监测使用的是Enpac2500振动故障诊断仪，测量系统为Emonitor数据库软件。
2.3 故障分析
风机轴承型号为22220EK，运行时转速为1200rpm。电机负荷侧轴承型号为6319/C3，非负荷侧轴承型号为6316/C3，运行时转速为1500 rpm。通过计算，该三个轴承对应的轴承故障频率如下表1所示。
表1 电机及风机轴承所对应的故障频率表
电机和风机轴承前后两次测量的振幅值见下表2。
表2 两次测量的风机和电机轴承座振动数据表
通过振动故障诊断仪，测得电机负荷侧轴承座垂直方向频谱图特征如下图2所示，频谱中最高幅值对应的频率为20HZ，为风机的转频，而电机的转频为25 HZ。从频谱图中未发现各类轴承的故障频率特征，因此电机负荷侧测得的信号是由于风机的振动过大而掩盖了电机本身的振动信号。由于风机和电机在同一钢结构底座上，通过减震垫安装在基础上，因此很可能是叶轮的不平衡引起整个框架的振动，在电机负荷侧显现出来。
图2 电机负荷侧轴承座垂直方向频谱图
2.4 治理措施
利用停机时间安排检修，对风机叶轮做离线动平衡。重新上线运转后，振动明显降低。对风机和电机进行振动监测，各部位的振动幅值如表3所示。电机非负荷侧轴承座垂直方向频谱图如下图3。
图3 动平衡试验后电机负荷侧轴承座垂直方向频谱图
从电机两侧轴承座振动幅值和频谱图可以确定，叶轮动平衡后解决了风机振动过高的问题，风机运行稳定。
表3 动平衡试验后电机轴承振动数据表
3 结术语
大量成功的案例表明，通过对在线振动监测与故障分析诊断，能够及早发现风机设备的潜在隐患、遏制故障发展、避免发生重大事故；对设备故障做到心中有数，合理、科学地制定维修计划，大幅减少维修时间，保障设备安全运行，真正实现设备运行状态的网络化、专业化、科学化管理，为企业推行“精益化管理”提供更好的技术保障。
参考文献：
[1]司涛.引风机振动故障的诊断与分析.设备管理与维修,2015.
[2]张正松.旋转机械振动监测及故障诊断.北京:机械工业出版社,2017.
论文作者:董圣锴,郑鸿恩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
标签：风机论文; 电机论文; 故障论文; 轴承论文; 频谱论文; 叶轮论文; 不平衡论文; 《电力设备》2018年第31期论文;