2022年2022年机力冷却塔风机电机振动原因分析及处理 .pdf

机力冷却塔风机电机振动原因分析及处理刘明义（神华河北国华定洲发电有限责任公司，定州073000）摘要：介绍了某电厂公用开冷水机力冷却塔风机电机出现振动劣化后，专业振动监测人员通过频谱分析对其进行的分析判断，以及后续振动处理情况。关键词：振动频谱软地脚01 Mechanical Cooling Tower Fan Motor Vibration Reason Analysis and Processing LIU Ming-yi(Shenhua Hebei Guohua Dingzhou Power Generation CO.LTD，Dingzhou 073000，China)Abstract：Introduction of a power plant utility running water 01 mechanical cooling tower fan motor vibration deterioration,professional vibration monitoring personnel through the frequency spectrum analysis to carry on the analysis judgment,and follow-up vibration treatment.Key words：Vibration；Frequency spectrum；Soft foundation 1、前言：某电厂 2660MW 发电机组为空冷机组，设计有3 台公用开冷水机力冷却塔风机，配置电机型号YD315L1-8/4-W，功率 33.5/110KW，转速 715/1425r/min。投产初期，01 机力冷却塔风机电机振动就比其它两台电机略大，但没有超标。2010 年 5 月份，01 机力冷却塔风机电机振动出现上升趋势，机务、电气人员现场检查后，都认为不是自己专业设备的原因。在此情况下，专业振动监测人员用爱默生2130 测试仪对01 机力冷却塔风机电机进行了现场数据采集，给出科学分析，最终得到解决。图 1 2、振动情况分析2010 年 5 月 30 日，专业振动监测人员对01 机力冷却塔风机电机振动进行了数据采集。频谱如图 2：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -图 2 从振动频谱看，电机振动主要为2 倍频；自由端水平方向明显大于垂直方向，主要为2倍频振动；驱动端振动也是以2倍频为主，并且有多个转速的倍频。从以上现象初步分析，联轴器不对中为振动的主要原因，同时可能存在基础或地脚松动，但也不能排除驱动端轴承是否存在配合松动的可能（如有可能，可以断开电机的联轴器，空转电机进行测试做进一步分析）。进一步检查电机各部位振动，从振动分布（图3）看，电机驱动端右侧的地脚2 处垂直振动明显大于其它地脚，振动达17m/s，明显大于 M2V=11.5 m/s（表 1）；电机驱动端左侧的地脚 1 处垂直振动仅为6.8 m/s；自由端两侧垂直振动小于5m/s。由此可初步分析，电机驱动端右侧的地脚2 处存在松动（软地脚）。图 3 动力侧轴承（电机）振动M1H M1V M1A M2H M2V M2A 28.3 6.9 12.5 18.8 11.5 8.4 表 1 电机驱动端右侧的地脚处存在松动（软地脚），会引发电机壳体发生变形；电机壳体发生变形后会造成原来的对中状态发生变化，引起联轴器不对中或者加剧联轴器不对中。电机在旋转时，电机联轴器处交变受力，就会在松动的地脚处形成撞击，频谱上显示出多个谐波倍频。综合以上情况初步分析，电机驱动端右侧的地脚处存在松动（软地脚）是造成电机振动的根本原因，联轴器不对中是继发原因。为进一步确认电机轴承状况，2010 年 5 月 31 日，对 01 机力冷却塔风机电机进行了空载振动测试，频谱如图4：地脚 3 地脚 1 V5 mm/s V=6.8 mm/s V5 mm/s V17 mm/s 地脚 4 地脚 2 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -图 4 从频谱图 4 可以看出：空转电机时，振动主要为3 倍频，这是地脚、基础松动的一种特征；从振动分布（图5、表 2）看，电机驱动端右侧的地脚2 处垂直振动明显大于其它地脚。结合频谱与振动分布，可以判定：电机驱动端右侧的地脚处存在松动（软地脚）；同时可以排除电机驱动端轴承存在配合松动。图 5 动力侧轴承（电机）振动M1H M1V M1A M2H M2V M2A 2.20 1.06 2.25 1.11 1.1 1.33 表 2 3、故障处理由于机务专业人员试图通过重新找中心来达到降低振动，2010 年 6 月 1 日，01 机力冷却塔风机电机在重新找中心后进行了试转。结果非常失败，电机驱动端、自由端的水平、垂直、轴向振动均飚升到3040mm/s 之间，风机减速机构的轴封也因此遭到严重磨损。2010 年 6 月 2 日，将 01 机力冷却塔风机电机水泥基础凿开后，发现电机地脚2 处的预埋件已经全部开焊，地脚3 处的预埋件也开焊1处，如下图6：地脚 3 地脚 1 V0.8 mm/s V=0.6 mm/s V0.8 mm/s V1.6 mm/s 地脚 4 地脚 2 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -图 6 分析认为，正是因为地脚2 预埋件处开焊引起了电机地脚2 处振动最大，导致电机振动加剧，然后进一步造成地脚3 预埋件处开焊，形成恶性循环。为了彻底解决问题，机务专业用风镐将01 机力冷却塔风机电机水泥基础内钢筋凿出后进行了补焊加固（如图7），然后重新浇筑。图 7 2010 年 6 月 10 日，在电机基础保养完毕后，检修人员对01 机力冷却塔风机电机进行了空试，各部位振动位移值均在0.01mm 以内。重新找中心后进行了试转，振动情况却非常不好，整体振动达到了0.30.4mm 之间，经检查，01 机力冷却塔风机减速机构齿轮损坏，如图8。精密点检认为，减速机损坏与电机振动大有直接关系。图 8 地脚 2 预埋件开焊地脚 3 预埋件开焊名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -下图为 2010 年 7 月 3 日，机务拆除损坏的风机。图 9 2010 年 7 月 19 日，01 机力通风塔风机回装试运良好。下表 3 是修后振动测量数据，图10 为修前与修后半年时间内电机驱动端振动频谱趋势图。动力侧轴承（电机）振动单位：mm/s 时间M1H M1V M1A M2H M2V M2A 2010.07.19 3.27 3.89 3.25 2.25 2.15 1.84 表 3 图 10 电机驱动端振动频谱趋势图4 结束语本次 01 机力通风塔风机电机振动异常事件的分析与处理，精密点检振动监测发挥了关键的作用。以下为本次事件的经验教训：（1）技术应用方面：在本次 01 机力通风塔风机电机振动问题查找中，精密点检利用了频谱分析和振动分布分析两项技术，频谱分析初步判断了故障的可能类型，振动分布则帮助名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -我们查找了故障的确切位置，二者缺一不可。（2）问题处理方面：在精密点检已经初步判明问题所在时，机务人员没有引起很好的重视，而是按照自己的思路，重新找中心试转，结果加剧了设备的损坏程度。建议遇到跨专业问题时，由上级管理人员协调解决。（3）技能培训方面：利用振动测试仪测量的数据分析转机振动问题是一种较为科学的手段，无论是电气还是机务专业转机技术人员，如果能在经验技术的基础上，多接触学习振动监测理论，将二者融为一体，才是我们解决转机设备振动问题更好的制胜法宝。参考文献：1M A West.Basic Vibration Analysis.CSI of USA，1999(3)：118.2T A Dunton.An Introduction To Time Waveform Analysis.Universal Technologies Inc，USA，1999.3韩捷，张瑞林.旋转机械故障机理及诊断技术.北京：机械工业出版社，1997.4秦树人.齿轮传动系统检测与诊断技术.重庆：重庆大学出版社，1999.5陈进.机械设备振动与故障诊断.上海：上海交通大学出版社，1994.作者简介：刘明义（1971）1994 年毕业于太原电力高等专科学校电力系，工程师职称，现从事振动监测工作。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -