送風機為鍋爐“三大風機”之一，通過空預器后向爐膛內輸送燃燒時必要的熱空氣，其能否正常工作關系到鍋爐甚至整臺機組的安全運行，所以為了保證機組安全穩定運行，能否快速診斷出送風機異常振動的原因并給出相應的解決方案，對機組安全運行有著重要的意義。

1 機械方面主要故障形式

軸承故障形式。磨損和疲勞剝落是滾動軸承的故障形式。軸承滾動時，滾道和滾動體既相對滾動又承受載荷，在負荷變化下，在最大剪應力處會形成裂紋，從而擴展表面發生剝落，當潤滑油中含有微粒金屬粉末時會加速表面磨損。在運轉過程中軸和軸承、軸承座的振動系統產生激勵，從而傳遞至電機本體表面。當軸承故障時會產生突變的沖擊脈沖，從而激發軸承固有的振動頻率（FT/BPO/BPI），這些振動頻率是軸承診斷的重要信息。

軸心線不對中形式。轉子不對中是指兩轉子的軸心線與軸承中心線的偏移或傾斜程度。轉子也包含聯軸器，聯軸器的不對中分為平行不對中、角不對中、復合不對中三種情況。平行不對中振動頻率為轉子工頻的兩倍，角不對中使聯軸器附加一個彎矩，軸每旋轉一周，彎矩作用方向就交替變換一次，因而增加了轉子的軸向力，使轉子在軸向產生工頻振動，復合不對中為以上兩種方式的綜合，使轉子發生徑向和軸向振動。

機械松動。常見機械松動是指電機底座、臺板和基礎存在結構松動，一般表現振動頻譜1X分量。還有一種松動是由于部件間不合適的配合引起，松動部件受非線性影響，產生很多振動諧波及分量，如1X,2X,3X...這種松動一般由軸承端蓋里軸瓦、過大的軸承間隙引起，這種振動的相位不穩定，變化范圍也很大，振動方向還具有方向性，在松動方向上，由于約束力的下降，將引起振動幅值的加大。

2 設備故障診斷

2019年2月1日，精密點檢對鍋爐設備進行設備測試，當測試至送風機發現異常情況：電機自由端通頻值垂直向振幅達到8.35mm/s、水平達到4.25mm/s，嚴重超過危急值，且對比前幾次測試幅值明顯升高（圖1）。站立風機基礎平臺，除現場環境背景噪音外還能感受到明顯的“節拍振動”；其次，在振動圖譜低頻范圍分析中發現電機自由端垂直方向存在1X分量外還存在2X，特別是3X分量達6.77mm/s及高頻段豐富的諧波，在解調譜水平向也有底噪抬高的現象。在振動圖譜和解調譜中并沒有出軸承故障頻率（FT.BPI.BPO）如圖2。

使用超聲波檢測儀進行現場數據采集及分析：從波形圖中可看出，電機自由端出現較多不規則沖擊信號且幅值較高，最高達100dB，與現場環境及設備運行狀態下的噪聲信號相比較大（信噪比），現場聲音有異常變化，存在問題。靜態趨勢圖中RMS值為21.3，MaxRMS值為42.2，按照8dB、16dB、24dB3個標準規則判斷其趨勢變化（圖3）。據此，初步判斷對轉子動態力的非線性影響，因而產生的許多振動諧波分量，圖譜中并沒有軸承故障頻率，因此判斷為軸承端蓋之間松動或者軸承間隙過大，這種松動相位不穩定變化范圍大并具有方向性，在松動垂直方向上，由于約束力下降，引起的振動幅值會進一步加大，所以在現場平臺上能明顯感受到節拍振動。

3 故障處理及效果檢驗

故障處理。2月1日檢修人員對電機進行了解體檢查，發現其自由端蓋內徑與軸承結合面嚴重磨損“跑圈”現象，FAG軸承外徑有明顯的高溫電灼麻點。典型C類機械松動引起的振動。建議改善方案：電機端蓋尺寸測量超標進行修理（噴涂或配內軸套），軸承外圓與軸承座孔的配合采用基軸制。FAG進口軸承座孔與軸承外座圈采用j6、j7配合。這樣不旋轉座圈就有可能產生微小的爬動，而使座圈與滾動體的接觸面不斷更換，座圈滾道磨損均勻。同時也可以消除軸因熱伸長而使FAG進口軸承中滾動體發生軸向卡煞的現象。

效果檢驗。2月2日檢修人員對電機完成故障處理后，精密點檢人員采用CX10振動分析儀對該設備進行了振動、超聲數據復測，在振動圖譜中通頻值明顯下降至2.2mm/s，解調圖譜分析中頻率幅值已大大降低，出現1X及分量諧波也有一定幅值的降低，特別是相比故障前3倍頻的幅值更是下降至1.0mm/s，水平向底噪也同步明顯下降。藍色曲線分別為檢修后2月2日，紅色的曲線則為檢修前的2月1日（圖5）。

4 結束語 

研究對故障的診斷方法包括常見的故障以及振動機理是有必要的。本次送風機電機故障是精密點檢實施以來比較典型的案例，而通過CX10和超聲測試及分析已經明顯看到了設備存在的嚴重故障，解體后也完全驗證了精密點檢的相關診斷和分析，可清楚看到精密點檢在故障診斷方面較傳統方法具有的突出優勢。因此對其認真分析，很大程度上決定了對設備故障診斷的成敗。

參考文獻

[1]《設備故障診斷實用技術》-楊國安

[2]《設備狀態檢測與診斷技術》-賈民平

（此專文摘自《電力設備管理》雜志文庫，專文主創：華電江蘇分公司望亭發電分公司  高 平）

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