【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(shí)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子激振力作用下，使＃ 1～＃ 4瓦呈現(xiàn)較大的橫向振動(dòng) 。 四 、 軸承及質(zhì)量不平衡造成 送風(fēng)機(jī)振動(dòng) 1 設(shè)備簡介 某 電廠一號爐 A送風(fēng)機(jī) 為 ASN－ 1950／ 1000型軸流式送風(fēng)機(jī)，工作轉(zhuǎn)速 1500／ min。分部試運(yùn)期間該送風(fēng)機(jī)振動(dòng)較大，被迫停運(yùn) 。 該送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 為懸臂式、 17只 鍛鋁 葉片，由兩個(gè)徑向支持軸承和一個(gè)推力軸承支承，其中推力軸承（＃ 3）和一個(gè)徑向支持軸承（＃ 2）緊挨布置，其均為滾珠型軸承，而另一個(gè)徑向支持軸承（＃ 1）布置在葉輪 側(cè) ，其為滾動(dòng)圓柱型 軸承。主軸通過剛撓性聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連。 送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸系示意圖 32電動(dòng)機(jī)葉輪1 4 5 風(fēng)機(jī)在出廠前由制造廠對轉(zhuǎn)子在單獨(dú)套裝葉輪和組裝葉片后分別進(jìn)行了高速動(dòng)平衡。 產(chǎn)品說明書中要求運(yùn)行中送風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)速度有效值不超過 4mm/s。安裝的兩個(gè)速度傳感器分別測量＃ ＃ 2軸承的水平方向振動(dòng)。 風(fēng)機(jī)安裝時(shí)， 由于 A送風(fēng)機(jī)更換的鍛鋁葉片沒有到貨，為 保證工期，將 2號爐送風(fēng)機(jī)的鍛鋁葉片安裝在 A送風(fēng)機(jī)的葉輪上。 2 試運(yùn)期間振動(dòng)情況及振動(dòng)測試數(shù)據(jù)初步分析 A送風(fēng)機(jī)在首次啟動(dòng)中，發(fā)生過金屬撞擊聲，打開風(fēng)筒檢查發(fā)現(xiàn)，安裝時(shí)有金屬廢物遺留在風(fēng)筒內(nèi)，運(yùn)行后將若干葉片打傷。 清理 并回裝后該送風(fēng)機(jī)運(yùn)行近 10個(gè)小時(shí)，期間振動(dòng)一直較大，顯示的＃ 1軸承振動(dòng)為 130～ 150μm ，明顯比 B送風(fēng)機(jī)的振動(dòng)要大（其＃ 1軸承振動(dòng)為 28μm ），而且運(yùn)行中聲音異常。 振動(dòng)測試中在＃ 2軸承布置兩個(gè)速度傳感器測量其垂直和水平方向的振動(dòng)。 A送風(fēng)機(jī)初次振動(dòng)測試中＃ 2軸承振動(dòng)數(shù)據(jù) （單位 μm ） 時(shí)間 垂直振動(dòng) 水平振動(dòng) 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(gè)測試期間，＃ 2軸承水平振動(dòng)稍大，＃1軸承水平振動(dòng)為 158～ 161μm ，振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)。根據(jù)振動(dòng)頻譜 。 ＃ 2軸承振動(dòng)主要以基頻分量為主，說明送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在一定的質(zhì)量不平衡。同時(shí)，振動(dòng)頻譜上存在一定的 2X～ 6X高頻振動(dòng)分量，說明軸承存在摩擦或緊力不足現(xiàn)象。 3振動(dòng)處理過程和最終結(jié)果 第一階段轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡 由于送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在一定的質(zhì)量不平衡，首先進(jìn)行轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡處理。但在現(xiàn)場若干次加重后的計(jì)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(jì)算應(yīng)加重量位置不停漂移，而且去掉加重后的振動(dòng)恢復(fù)不到原始的振動(dòng)水平 ，因此判斷風(fēng)機(jī)的軸承存在故障。 此外，根據(jù)查閱 A、 B送風(fēng)機(jī)＃ 1軸承溫度的歷史記錄， B送風(fēng)機(jī)運(yùn)行 26℃ 升至51℃ ，而 A送風(fēng)機(jī)運(yùn)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(jī)軸承存在一定的問題。故決定送風(fēng)機(jī)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(jī)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(tái)形葉輪支承架與擴(kuò)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(dòng)時(shí)軸承有響聲。 （ 4）＃ 3軸承游隙偏大，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸承內(nèi)圈 隨之 轉(zhuǎn)動(dòng)，但軸承內(nèi)外圈間的滾珠均不動(dòng)。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?？紤]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(dòng)平衡 更換軸承后在未安裝葉片的情況下啟動(dòng) ， ＃ ＃ 2軸承水平振動(dòng)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(dòng)，＃ ＃ 2軸承水平振動(dòng)分別為 130μm 和 26μm ，且振動(dòng)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(dòng)平衡完畢后＃ ＃ 2軸承水平振動(dòng)分別為 27μm 和 9μm 。 4 振動(dòng)原因分析 從 風(fēng)機(jī)振動(dòng) 分析和處理過程，送風(fēng)機(jī)振動(dòng)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(jī)出廠前對每臺(tái)送風(fēng)機(jī)葉輪和裝配葉片后兩種狀況均進(jìn)行了高速動(dòng)平衡，但其平衡結(jié)果對各臺(tái)送風(fēng)機(jī)具有單一性。在安裝過程中將 2號爐送風(fēng)機(jī)的鍛鋁葉片替代原 A送風(fēng)機(jī)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(huì)產(chǎn)生質(zhì)量偏差，故更換葉片是 A送風(fēng)機(jī)存在一定不平衡的主要原因。 另外， 4只葉片在試運(yùn)時(shí)被打傷，葉片局部產(chǎn)生一定的變形，對風(fēng)機(jī)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(jī)在近 10個(gè)小時(shí)試運(yùn)期間振動(dòng)一直偏大，超過設(shè)置的振動(dòng)危急值。過大的振動(dòng)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(jìn)而 使振動(dòng)繼續(xù)增大，形成惡性循環(huán)。 另一方面是該送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子 與 軸承 箱 整體組件可能在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)碰撞而引起軸承間隙變大。由于送風(fēng)機(jī)所用的＃ 1～＃ 3軸承 為 SKF公司的產(chǎn)品，而且試運(yùn)時(shí)間并不太長，故也不排除在廠家裝配時(shí)軸承間隙就偏大的可能性。 五 、 一次 風(fēng)機(jī) 設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致的 振動(dòng) 1 設(shè)備簡介 某電廠一次風(fēng)機(jī)為 G9－ 2 36№17F 型雙吸雙支撐離心風(fēng)機(jī)，葉片為前彎式，轉(zhuǎn)速為 1490r/min入口擋板調(diào)節(jié)。 點(diǎn)檢員早上在 SIS系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)視畫面中發(fā)現(xiàn)＃ 4鍋爐＃ 2一次風(fēng)機(jī)推力和承力軸承水平振動(dòng)較以往有增大趨勢。查看實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)歷史曲線時(shí)發(fā)現(xiàn)， 前一日 0： 26和 5： 24此風(fēng)機(jī)兩端軸承水平與垂直振動(dòng)均發(fā)生突增現(xiàn)象（軸承振動(dòng)變化曲線如下圖所示）。 隨即在現(xiàn)場點(diǎn)檢時(shí)重點(diǎn)檢查風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)、溫度和聲音，通過測量風(fēng)機(jī)軸承水平振幅達(dá)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(diǎn)檢記錄，該風(fēng)機(jī)投運(yùn)后軸承座振動(dòng)的三向雙幅值一直在 ，累計(jì)運(yùn)行約 11個(gè)月。點(diǎn)檢員分析造成轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的水平振動(dòng)增大首要原因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)部件的不平衡所致，可能造成軸承振動(dòng)如此變化的因素應(yīng)是以風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件為主。 停機(jī)檢查發(fā)現(xiàn) ,靠自由端軸承的葉輪，一片葉片進(jìn)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(jī)啟動(dòng)后運(yùn)行穩(wěn)定，兩端軸承水平振動(dòng)降至 ()。 之后又對 1風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉輪兩側(cè)各有一葉片產(chǎn)生裂紋，與 2風(fēng)機(jī)葉片裂紋形狀、位置相同 。 一次風(fēng)機(jī)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(jī)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(jìn)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(kuò)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(dá) 210mm。 （ 2）前盤與葉片進(jìn)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(dòng)。 （ 3）葉片斷裂沒有任何前兆，風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)突然增到 90μm ，為爆發(fā)式失穩(wěn)態(tài)裂紋擴(kuò)張。更為突出的是， 1風(fēng)機(jī)葉片裂紋長度已達(dá) 210mm，但軸承振動(dòng)值并無明顯異常變化 。 此一次風(fēng)機(jī)葉片斷裂前僅正常運(yùn)行 11個(gè)月，而與之型號和布置完全相同的三號鍋爐一次風(fēng)機(jī)已經(jīng)正常運(yùn)行 17個(gè)月，未發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)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(dòng)效率、降低噪音，風(fēng)機(jī)前盤外徑D3= 1955mm，是葉片外緣直徑（ D2= 1700mm）的。強(qiáng)前彎葉片流道較短，流動(dòng)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(jī)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(jìn)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(jī)葉片進(jìn)口邊緣與出口邊緣平行。實(shí)際流動(dòng)中，葉片進(jìn)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(jī)按準(zhǔn)三元設(shè)計(jì)，采用斜切式葉片進(jìn)口端形狀，即減少靠中盤的 D1尺寸，導(dǎo)致葉片進(jìn)口端的尖角可能與輪轂外緣相碰或靠近。 （ 3）風(fēng)機(jī)選型富裕量過大，使風(fēng)機(jī)長期在低擋板開度的小風(fēng)量區(qū)域運(yùn)行 MCR工況時(shí)，按風(fēng)機(jī)特性曲線查取，風(fēng)機(jī)入口擋板開度僅為 31%。機(jī)組在 50%負(fù)荷（ 300MW）時(shí)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，每臺(tái)一次風(fēng)機(jī)的風(fēng)量應(yīng)約為 34m3/s。此時(shí)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量為設(shè)計(jì)風(fēng)量（ ）的 %。眾所周知，在 30～ 40%流量運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)、特別是前彎風(fēng)機(jī)很易進(jìn)入不穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)失速區(qū)域。 （ 4）葉片設(shè)計(jì)不當(dāng) AA′中盤DB葉片進(jìn)口B′前盤葉片出口C 葉片進(jìn)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(diǎn)應(yīng)力高度集中，形成對 A、 B兩點(diǎn)的剪切。 ① A、 B點(diǎn)靜應(yīng)力最大。 ② A、 B、靠近強(qiáng)度較低的焊接熱影響區(qū)。 ③ A、 B、點(diǎn)的應(yīng)力高度集中，容易誘導(dǎo)新裂紋的萌生與擴(kuò)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(jī)轉(zhuǎn)速 1450r/min，交變載荷在運(yùn)行 11個(gè)月內(nèi)的交變循環(huán)周期為 108，遠(yuǎn)大于高低兩周期的界限 (105 )。 由此判斷，風(fēng)機(jī)葉片斷裂、振動(dòng)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(jī) 葉輪積灰造成的振動(dòng) 1 設(shè)備簡介 某電廠兩臺(tái)機(jī)組共安裝四臺(tái)俄制 ДОД43 — 500型雙級軸流靜調(diào)式引風(fēng)機(jī)。兩臺(tái)機(jī)組在上半年相繼投產(chǎn)后即進(jìn)入夏季運(yùn)行，機(jī)組因多種因素造成無法長周期穩(wěn)定運(yùn)行而多次停運(yùn)。 吸風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子示意圖 32靜輪電動(dòng)機(jī)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(tái)機(jī)組相繼啟停，出現(xiàn)四臺(tái)吸風(fēng)機(jī)相繼啟動(dòng)后軸承振動(dòng)增大的問題，尤以水平振動(dòng)明顯，最大增至 300μ ｍ 。雖經(jīng)逐臺(tái)內(nèi)部檢查，均為發(fā)現(xiàn)異常。 動(dòng)平衡后啟動(dòng)運(yùn)行正常，但一旦停運(yùn)后再次啟動(dòng)，軸承振動(dòng)便會(huì)再次升高，且測量振動(dòng)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(jìn)入風(fēng)機(jī)內(nèi)部逐點(diǎn)詳細(xì)檢查、摸排各項(xiàng)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(jī)運(yùn)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(tái)轉(zhuǎn)子總計(jì) 816Kg。 進(jìn)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(jī)停運(yùn)后，機(jī)殼內(nèi)飛灰在風(fēng)機(jī)內(nèi)沉積，且兩級葉輪之間、葉輪與靜輪之間為渦流區(qū)，進(jìn)入的積灰集中沉積于輪緣內(nèi)側(cè)下部。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)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(dòng)升高、相位角變化的現(xiàn)象。