1 设备概况及存在的问题

神华内蒙古国华准格尔发电有限责任公司（以下简称国华准电）1号炉A一次风机为上海鼓风机厂生产的1788AB/1340离心风机，风机型式为双支撑单吸离心风机，设备主要参数见表1^{[ 1 ]}。机组自2011年3月投运以来，一直存在驱动端轴承水平振动波动现象，最高幅值超过80 μm。多次对叶轮、后导叶、联轴器、轴承箱进行检查，未发现明显异常。2012-07-02，1号炉A一次风机水平振动值突然由65 μm上升至115 μm，之后缓慢下降，于7月3日下降至80 μm以下。调取一次风机运行参数曲线进行分析，并实地检查风机运行状况，未发现一次风机有异常状态，静叶开度、出口挡板开度、电流、风压、轴承声音均无明显变化，当时曾对驱动端轴承箱进行补油的操作。由于水平振动波动偏大，且振动基值呈上升趋势，严重影响了机组的安全稳定运行。

表1(Table 1)

表1 国华准电1号机组一次风机主要参数

表1 国华准电1号机组一次风机主要参数

2 原因排查与治理2.1 频谱分析

2012-07-02 1号炉A一次风机水平振动频谱见图1。由图1可知，振动以基频为主，并伴随有低幅值的2—12倍频产生，没有低频幅值，振动以1倍频振动为主^{[ 2 ]}。

图1(Figure 1)

图1 1号炉A一次风机水平振动频谱

2.2 轴承箱装配不良

一次风机轴承箱装配间隙主要为轴向间隙、轴承顶部间隙、轴承游隙，影响振动特征以轴向和径向振动为主。就地检查，A一次风机轴向振动和垂直振动均很小（＜30 μm）；查阅1号炉检修记录中A一次风机的轴承装配间隙，均符合标准，因此排除因轴承装配不当引起的振动。

2.3 轴承损坏2.3.1 轴承损坏振动特征

轴承损坏的振动特征为：振动稳定性很差，与负荷无关，振幅在水平、垂直、轴向3个方向均有可能最大，且伴有轴承温度升高、轴承异音现象；从CSI 2130离线振动仪可以看到很明显的高频分量，或者从艾默生的专利技术Peakvue中看到高幅值的数据。

2.3.2 原因分析

（1） 调取2012-07-02—04运行曲线（见图2），驱动端水平振动与垂直振动均存在波动，但垂直振动波动值很小，趋势相同。就地检查轴承无异音，且振动缓慢下降，于7月4日趋于平稳，保持在约70μm；之后控制加油量，轴承振动基本保持在约70μm，垂直振动无明显变化，就地使用听针听取轴承运行声音，无异音现象。

图2(Figure 2)

图2 1号炉A一次风机驱动端轴承振动曲线

（2） 2012-07-02—04风机驱动端轴承运行温度曲线见图3。由图3可知，轴承温度在45~55 ℃区间无明显变化。在2013年4月小修时打开轴承箱检查1号炉A一次风机3号轴承箱各部配合间隙，均在合格范围之内；轴承清洗后检查滚珠与滚道，未发现锈蚀、斑点、划痕，保持架未发现缺陷；在图1的频谱中显示并无高频振动，且Peakvue值较小，由此可见振动不是由轴承损坏引起的。

图3(Figure 3)

图3 1号炉A一次风机驱动端轴承运行温度曲线

2.4 联轴器安装不正，风机和电机轴不同心2.4.1 联轴器异常引起的振动特征^{[ 3 ]}

（1） 振动为不定性的，随负荷变化剧烈，空转时小，满载时大，振动稳定性较好；

（2） 轴心偏差越大，振动越大；

（3） 电机单独运行，振动消失；

（4） 如果径向振动大则为两轴心线平行，轴向振动大则为两轴心线相交。

2.4.2 一次风机联轴器中心要求

电机与风机联轴器中心轴向与径向偏差≤0.05 mm，经查阅1号机组A一次风机找中心数据见图4。由图4可知电机侧与对轮侧轴向、径向数据均≤0.05 mm，均在合格范围之内；在运行期间，水平振动与负荷关系不大，不随负荷变化而变化，因此排除中心不正引起振动的可能。

图4(Figure 4)

图4 图4 电机侧与对轮侧找中心数据

2.5 系统风量波动

风道系统中，气流压力脉动与扰动会造成气流流态不良，在风道中会出现局部涡流或气流相互干扰、碰撞而引起气流的压力脉动，压力波常常没有规律，振幅随流量增加而增大。经就地检查一次风机出口挡板在100%开位状态，入口静叶开度无明显变化且无明显气流扰动声音及现象，并对1号炉A一次风机运行曲线（见图5）进行分析。由图5可知，出口风压在9.6~10.4 kPa浮动，电机电流在127~134 A，均变化不大，由此可见风机出力及风压变化对3号轴承水平振动影响不大。

图5(Figure 5)

图5 1号炉A一次电机电流与出口风压曲线

2.6 风机机壳和风道壁磨损造成刚度下降

烟、风道的振动通常会引起风机的受迫振动，风机出口风道随负荷的增大，进、出风量增大，振动也会随之改变。一次风机为锅炉制粉系统提供一次风，取自室外自然风，含灰量较小。对一次风机进行内部检查，叶轮、入口静叶、风道、出口挡板及机壳等部位均未发现连接松动及磨损超标现象；对其出口风道及机壳振动进行测量振动，较以前并无明显变化，因此可以排除机壳及风道振动引起的风机受迫振动^{[ 4, 5, 6, 7, 8 ]}。

2.7 风机机壳与风道基础不良

基础灌浆不良，地脚螺栓松动，垫片松动，机座连接不牢固，都将引起剧烈的强迫共振现象。经过就地测量，发现一次风机驱动端轴承箱基础振动特征为：

（1） 水平振动大于垂直振动；

（2） 水平振动沿垂直方向的梯度变化很大；

（3） 0 m水平面，自北向南振动变化较明显，尤其是地脚螺栓和基础的二次灌浆连接部位振动。

7月2日对1号炉A一次风机的轴承箱地脚螺栓进行紧固，发现地脚较紧，无紧固余量，但是无法排除地脚螺栓灌浆松动的可能。由于轴承座支撑刚度的变弱，即使在微小的激振力作用下，振动也会发生很大变化。基于机组运行，未对其基础进行处理，决定在机组大修期间对其进行地脚基础加固。

2.8 轴承箱补油使油温产生变化

由于一次风机驱动端轴承箱密封有轻微渗油现象，因此每隔一段时间轴承箱需补油1次。在7月2日补油过程中，发生振动波动、超标。当时补油取自一次风机油站，油温约40 ℃，补油约1000 mL，可见补入油后轴承箱油温并未发生明显变化，只是油位发生了变化，油位由油面镜的1/5处增加至2/3处。可见补油增加了轴承携带的润滑油量，对于油的粘度及温度未产生较大影响，因此可排除油温影响振动变化，并可以确定由于油位的增加影响了轴承的带油量，从而产生微小激振力，使轴承振动发生明显变化。油位降低后轴承振动降低，因此对轴承箱的补油进行调整，尽量减少补油量，加至轴承箱低油位为准。减少补油量后，振动幅值降低，由120 μm降至90 μm，但仍然存在振动波动现象。

2.9 转子质量不平衡

经过对运行工况进行观察，发现1号炉A一次风机水平振动偏大，而轴向与垂直振动均较小。停机中对B引风机叶轮处及连接轴进行检查，未发现严重粘灰及磨损现象，但不排除一次风机轴系动不平衡量引起振动偏大。

在2013年5月小修中，对一次风机做动平衡试验，以此来消除动不平衡量所引起的振动，达到降低振幅的目的。经过3 d的动平衡试验，经2次配重，在叶轮轮毂处加装配重90 g，投入运行后振动稳定。由图6可知，一次风机振幅达到优良值：水平方向为34 μm，垂直方向为22 μm。同时利用检修机会对一次风机轴承箱轴封进行了治理，彻底消除了漏油问题。

图6(Figure 6)

图6 1号炉A一次风机驱动端轴承振动曲线

3 结语

一次风机作为锅炉重要辅机设备，振动大为常见且危害较大的故障，检修维护质量对其稳定运行至关重要。通过对一起一次风机振动偏大故障进行深入分析，制定有针对性的治理方案，消除了风机振源。在今后运行维护和检修工作中，仍需加强监督检查，提高检修工艺水平与分析问题的能力。此次一次风机振动偏大问题的解决可供同类型设备的振动故障处理借鉴。