【正文】 用的仍是原來的 Π2 －380－ 185／ 200型泵組的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 。 因此，基礎(chǔ)系統(tǒng)自振頻率接近工作轉(zhuǎn)速是完全可能的 。 實測數(shù)據(jù) 證明基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在工作轉(zhuǎn)速附近呈一階振型 ，在電動機轉(zhuǎn)子激振力作用下，使＃ 1～＃ 4瓦呈現(xiàn)較大的橫向振動 。 四 、 軸承及質(zhì)量不平衡造成 送風(fēng)機振動 1 設(shè)備簡介 某 電廠一號爐 A送風(fēng)機 為 ASN－ 1950／ 1000型軸流式送風(fēng)機，工作轉(zhuǎn)速 1500／ min。分部試運期間該送風(fēng)機振動較大，被迫停運 。 該送風(fēng)機的轉(zhuǎn)子 為懸臂式、 17只 鍛鋁 葉片，由兩個徑向支持軸承和一個推力軸承支承，其中推力軸承（＃ 3）和一個徑向支持軸承（＃ 2）緊挨布置，其均為滾珠型軸承，而另一個徑向支持軸承（＃ 1）布置在葉輪 側(cè) ，其為滾動圓柱型 軸承。主軸通過剛撓性聯(lián)軸器與電動機相連。 送風(fēng)機轉(zhuǎn)子軸系示意圖 32電動機葉輪1 4 5 風(fēng)機在出廠前由制造廠對轉(zhuǎn)子在單獨套裝葉輪和組裝葉片后分別進行了高速動平衡。 產(chǎn)品說明書中要求運行中送風(fēng)機軸承振動速度有效值不超過 4mm/s。安裝的兩個速度傳感器分別測量＃ ＃ 2軸承的水平方向振動。 風(fēng)機安裝時， 由于 A送風(fēng)機更換的鍛鋁葉片沒有到貨，為 保證工期，將 2號爐送風(fēng)機的鍛鋁葉片安裝在 A送風(fēng)機的葉輪上。 2 試運期間振動情況及振動測試數(shù)據(jù)初步分析 A送風(fēng)機在首次啟動中，發(fā)生過金屬撞擊聲，打開風(fēng)筒檢查發(fā)現(xiàn)，安裝時有金屬廢物遺留在風(fēng)筒內(nèi)，運行后將若干葉片打傷。 清理 并回裝后該送風(fēng)機運行近 10個小時，期間振動一直較大，顯示的＃ 1軸承振動為 130～ 150μm ，明顯比 B送風(fēng)機的振動要大（其＃ 1軸承振動為 28μm ），而且運行中聲音異常。 振動測試中在＃ 2軸承布置兩個速度傳感器測量其垂直和水平方向的振動。 A送風(fēng)機初次振動測試中＃ 2軸承振動數(shù)據(jù) （單位 μm ） 時間 垂直振動 水平振動 基頻 通頻 基頻 通頻 10:00 14∠ 1870 22 42∠ 2190 53 10:10 13∠ 1880 23 41∠ 2170 52 10:16 14∠ 1890 25 43∠ 2140 54 10:28 14∠ 1870 26 44∠ 2180 55 10:40 14∠ 1900 27 43∠ 2140 55 在整個測試期間，＃ 2軸承水平振動稍大，＃1軸承水平振動為 158～ 161μm ，振動嚴(yán)重超標(biāo)。根據(jù)振動頻譜 。 ＃ 2軸承振動主要以基頻分量為主，說明送風(fēng)機轉(zhuǎn)子存在一定的質(zhì)量不平衡。同時，振動頻譜上存在一定的 2X～ 6X高頻振動分量，說明軸承存在摩擦或緊力不足現(xiàn)象。 3振動處理過程和最終結(jié)果 第一階段轉(zhuǎn)子動平衡 由于送風(fēng)機轉(zhuǎn)子存在一定的質(zhì)量不平衡，首先進行轉(zhuǎn)子的動平衡處理。但在現(xiàn)場若干次加重后的計算分析中，發(fā)現(xiàn)加重的線性關(guān)系較差，即每次試加重后計算應(yīng)加重量位置不停漂移，而且去掉加重后的振動恢復(fù)不到原始的振動水平 ，因此判斷風(fēng)機的軸承存在故障。 此外，根據(jù)查閱 A、 B送風(fēng)機＃ 1軸承溫度的歷史記錄， B送風(fēng)機運行 26℃ 升至51℃ ，而 A送風(fēng)機運行約 9分鐘溫度即由 26℃ 升至54℃ 。 據(jù)廠家介紹該軸承溫度在穩(wěn)定之前溫升應(yīng)該大約每 5分鐘 3℃ 才正常，這也說明 A送風(fēng)機軸承存在一定的問題。故決定送風(fēng)機解體，檢查軸承和轉(zhuǎn)子。 檢修中發(fā)現(xiàn)的問題及處理 風(fēng)機解體后發(fā)現(xiàn)存在以下問題： （ 1） 4片葉片有碰傷痕跡（＃ ＃ ＃ 1＃ 14葉片），其中＃ 13葉片損傷較重，葉片中部出風(fēng)側(cè)有一定的變形。 （ 2）圓錐臺形葉輪支承架與擴散器出現(xiàn)徑向碰摩。支承架圓周約 60176。 的局部范圍有磨痕，深度 ～ 。 （ 3）＃ 1軸承間隙偏大，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時軸承有響聲。 （ 4）＃ 3軸承游隙偏大，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時軸承內(nèi)圈 隨之 轉(zhuǎn)動，但軸承內(nèi)外圈間的滾珠均不動。滾珠在其軸承夾持圈內(nèi)較松。 針對上述檢查情況，更換了＃ ＃ 3軸承。考慮到碰傷的葉片不是特別嚴(yán)重， 且無 沒有備品，故 未 更換。 第二階段轉(zhuǎn)子動平衡 更換軸承后在未安裝葉片的情況下啟動 ， ＃ ＃ 2軸承水平振動分別為 24μm 和 6μm ，說明葉輪平衡狀態(tài)良好。安裝葉片 后 再次啟動，＃ ＃ 2軸承水平振動分別為 130μm 和 26μm ，且振動頻譜主要是基頻分量，說明不平衡是由葉片不平衡造成。 經(jīng)過 再次 動平衡完畢后＃ ＃ 2軸承水平振動分別為 27μm 和 9μm 。 4 振動原因分析 從 風(fēng)機振動 分析和處理過程，送風(fēng)機振動較大的原因是軸承出現(xiàn)故障和轉(zhuǎn)子存在質(zhì)量不平衡。 盡管制造廠家在送風(fēng)機出廠前對每臺送風(fēng)機葉輪和裝配葉片后兩種狀況均進行了高速動平衡，但其平衡結(jié)果對各臺送風(fēng)機具有單一性。在安裝過程中將 2號爐送風(fēng)機的鍛鋁葉片替代原 A送風(fēng)機的鑄鋁葉片。由于零部件材料不同及生產(chǎn)中的工藝尺寸誤差，鍛鋁葉片和鑄鋁葉片會產(chǎn)生質(zhì)量偏差，故更換葉片是 A送風(fēng)機存在一定不平衡的主要原因。 另外， 4只葉片在試運時被打傷，葉片局部產(chǎn)生一定的變形，對風(fēng)機軸系的平衡狀態(tài) 造成 影響。 關(guān)于＃ ＃ 3軸承間隙（游隙）偏大而影響軸承正常工作的原因，一方面是該送風(fēng)機在近 10個小時試運期間振動一直偏大，超過設(shè)置的振動危急值。過大的振動可能使得軸承部件振松、間隙變大，致使軸承不能正常工作。軸承故障 進而 使振動繼續(xù)增大，形成惡性循環(huán)。 另一方面是該送風(fēng)機轉(zhuǎn)子 與 軸承 箱 整體組件可能在運輸過程中出現(xiàn)碰撞而引起軸承間隙變大。由于送風(fēng)機所用的＃ 1～＃ 3軸承 為 SKF公司的產(chǎn)品，而且試運時間并不太長，故也不排除在廠家裝配時軸承間隙就偏大的可能性。 五 、 一次 風(fēng)機 設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致的 振動 1 設(shè)備簡介 某電廠一次風(fēng)機為 G9－ 2 36№17F 型雙吸雙支撐離心風(fēng)機，葉片為前彎式，轉(zhuǎn)速為 1490r/min入口擋板調(diào)節(jié)。 點檢員早上在 SIS系統(tǒng)遠程監(jiān)視畫面中發(fā)現(xiàn)＃ 4鍋爐＃ 2一次風(fēng)機推力和承力軸承水平振動較以往有增大趨勢。查看實時監(jiān)測系統(tǒng)歷史曲線時發(fā)現(xiàn)， 前一日 0： 26和 5： 24此風(fēng)機兩端軸承水平與垂直振動均發(fā)生突增現(xiàn)象（軸承振動變化曲線如下圖所示）。 隨即在現(xiàn)場點檢時重點檢查風(fēng)機軸承振動、溫度和聲音，通過測量風(fēng)機軸承水平振幅達到 ，而軸承的溫度、聲音較以往也有所增大。 根據(jù)上述現(xiàn)象和以往日常點檢記錄，該風(fēng)機投運后軸承座振動的三向雙幅值一直在 ，累計運行約 11個月。點檢員分析造成轉(zhuǎn)動設(shè)備的水平振動增大首要原因為轉(zhuǎn)動部件的不平衡所致，可能造成軸承振動如此變化的因素應(yīng)是以風(fēng)機轉(zhuǎn)子部件為主。 停機檢查發(fā)現(xiàn) ,靠自由端軸承的葉輪，一片葉片進氣端己經(jīng)斷裂大半，且斷裂部分沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向彎曲變形，并壓蓋在其前葉片的背風(fēng)側(cè)。隨即將此葉片予以恢復(fù)。風(fēng)機啟動后運行穩(wěn)定，兩端軸承水平振動降至 ()。 之后又對 1風(fēng)機進行檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機葉輪兩側(cè)各有一葉片產(chǎn)生裂紋，與 2風(fēng)機葉片裂紋形狀、位置相同 。 一次風(fēng)機葉片斷裂示意 原葉片焊縫裂縫弦長210mm產(chǎn)生的裂縫裂縫端部間距約15 0m m產(chǎn)生的裂縫葉輪中盤原葉片焊縫葉片 葉輪后盤產(chǎn)生裂縫后葉片彎曲示意圖彎曲后的葉片 2風(fēng)機葉片裂縫位置示意圖2 葉片斷裂的基本情況 （ 1）葉片斷裂的起始裂紋首先發(fā)生在葉片進口端與中盤焊縫的熱影響區(qū)內(nèi)（靠近焊縫邊緣的葉片上）。起始裂紋的擴展方向與中盤和葉片的焊縫方向以一定角度（逐漸大于 25176。 ）向葉片母材方向傾斜，并呈半橢圓形狀向葉片的外緣延伸，裂紋長達 210mm。 （ 2）前盤與葉片進口端的裂紋為繼發(fā)性裂紋。在離心力作用下，葉片向相鄰葉片彎曲，造成葉片間流道堵塞，引起失衡、振動。 （ 3）葉片斷裂沒有任何前兆，風(fēng)機軸承振動突然增到 90μm ，為爆發(fā)式失穩(wěn)態(tài)裂紋擴張。更為突出的是， 1風(fēng)機葉片裂紋長度已達 210mm，但軸承振動值并無明顯異常變化 。 此一次風(fēng)機葉片斷裂前僅正常運行 11個月，而與之型號和布置完全相同的三號鍋爐一次風(fēng)機已經(jīng)正常運行 17個月，未發(fā)現(xiàn)風(fēng)機葉片異常。 3 原因分析 （ 1）轉(zhuǎn)速高、葉片寬、葉片工作應(yīng)力高 為保證流動效率、降低噪音，風(fēng)機前盤外徑D3= 1955mm，是葉片外緣直徑（ D2= 1700mm）的。強前彎葉片流道較短，流動中的氣流分離現(xiàn)象在所難免。因此，被迫采用較寬的葉片以降低氣流速度，風(fēng)機在 1490r/min的高轉(zhuǎn)速下，導(dǎo)致葉片工作應(yīng)力相應(yīng)上升。 （ 2）葉片進口直徑 D1尺寸偏小，導(dǎo)致葉片工藝缺口結(jié)構(gòu)出現(xiàn) 一般風(fēng)機葉片進口邊緣與出口邊緣平行。實際流動中，葉片進口邊緣的流速很不均勻，靠前盤處流速最高（壓力最低），而靠中盤處流速最低（壓力最高）。該風(fēng)機按準(zhǔn)三元設(shè)計，采用斜切式葉片進口端形狀，即減少靠中盤的 D1尺寸，導(dǎo)致葉片進口端的尖角可能與輪轂外緣相碰或靠近。 （ 3）風(fēng)機選型富裕量過大，使風(fēng)機長期在低擋板開度的小風(fēng)量區(qū)域運行 MCR工況時，按風(fēng)機特性曲線查取，風(fēng)機入口擋板開度僅為 31%。機組在 50%負(fù)荷（ 300MW）時兩臺風(fēng)機運行，每臺一次風(fēng)機的風(fēng)量應(yīng)約為 34m3/s。此時，風(fēng)機風(fēng)量為設(shè)計風(fēng)量（ ）的 %。眾所周知，在 30～ 40%流量運行時，風(fēng)機、特別是前彎風(fēng)機很易進入不穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)失速區(qū)域。 （ 4）葉片設(shè)計不當(dāng) AA′中盤DB葉片進口B′前盤葉片出口C 葉片進口的三角形缺口結(jié)構(gòu)的存在，使A′B′B A 四邊形孤立懸空而無所依托。導(dǎo)致 A、B兩點應(yīng)力高度集中，形成對 A、 B兩點的剪切。 ① A、 B點靜應(yīng)力最大。 ② A、 B、靠近強度較低的焊接熱影響區(qū)。 ③ A、 B、點的應(yīng)力高度集中，容易誘導(dǎo)新裂紋的萌生與擴展。 金屬脆斷屬于低應(yīng)力破壞。從葉片斷裂后裂紋的形狀走向和裂紋起源于根部等特征綜合判斷為低交變應(yīng)力疲勞斷裂。 風(fēng)機轉(zhuǎn)速 1450r/min，交變載荷在運行 11個月內(nèi)的交變循環(huán)周期為 108，遠大于高低兩周期的界限 (105 )。 由此判斷，風(fēng)機葉片斷裂、振動突增屬高周期低交變應(yīng)力下的疲勞脆斷造成，即高周期交變疲勞。 六 、 吸 風(fēng)機 葉輪積灰造成的振動 1 設(shè)備簡介 某電廠兩臺機組共安裝四臺俄制 ДОД43 — 500型雙級軸流靜調(diào)式引風(fēng)機。兩臺機組在上半年相繼投產(chǎn)后即進入夏季運行，機組因多種因素造成無法長周期穩(wěn)定運行而多次停運。 吸風(fēng)機轉(zhuǎn)子示意圖 32靜輪電動機靜輪葉輪調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)擋板葉片葉片1 葉輪4 兩臺機組相繼啟停，出現(xiàn)四臺吸風(fēng)機相繼啟動后軸承振動增大的問題，尤以水平振動明顯，最大增至 300μ ｍ 。雖經(jīng)逐臺內(nèi)部檢查，均為發(fā)現(xiàn)異常。 動平衡后啟動運行正常，但一旦停運后再次啟動，軸承振動便會再次升高，且測量振動相位、不平衡量較上次均發(fā)生明顯變化。 2 原因分析 針對這一異常的共性問題，后經(jīng)再次進入風(fēng)機內(nèi)部逐點詳細檢查、摸排各項可能影響的因素。發(fā)現(xiàn)葉輪的輪轂外沿內(nèi)側(cè)隱蔽部位存有不均勻的積灰，將此積灰清理完畢、清除所加配重后，風(fēng)機運行正常。 積灰部位示意圖 葉輪積灰部位 經(jīng)對清理下的積灰稱重，每處輪轂內(nèi)緣積灰重量約 24Kg，每臺轉(zhuǎn)子總計 816Kg。 進一步分析積灰形成的原因，由于處于雨季，頻繁的降雨造成空氣濕度大，當(dāng)風(fēng)機停運后，機殼內(nèi)飛灰在風(fēng)機內(nèi)沉積，且兩級葉輪之間、葉輪與靜輪之間為渦流區(qū)，進入的積灰集中沉積于輪緣內(nèi)側(cè)下部。風(fēng)機啟動后此積灰在離心力的作用下壓縮、固定，破壞了轉(zhuǎn)子的不平衡、造成軸承振動升高、相位角變化的現(xiàn)象。