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旋轉(zhuǎn)設(shè)備滾動(dòng)軸承故障診斷實(shí)例

2010-06-07

作者：徐濤；張現(xiàn)清
（鄒縣發(fā)電廠）
　　摘　要：介紹鄒縣發(fā)電廠成功運(yùn)用CSI機(jī)械分析儀和RBMware軟件，檢測(cè)和診斷1號(hào)爐丙排粉機(jī)滾動(dòng)軸承故障實(shí)例，通過這個(gè)典型案例，充分證明了新技術(shù)的應(yīng)用在鄒縣發(fā)電廠狀態(tài)檢修中的重要性，設(shè)備并不是故障后再修，而是通過先進(jìn)的診斷技術(shù)發(fā)現(xiàn)其早期故障，避免設(shè)備損壞事故的發(fā)生。
　　關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承；故障；早期診斷
　　1、前言
　　鄒縣發(fā)電廠于2002年1月正式利用CSI診斷儀器對(duì)重要輔機(jī)進(jìn)行離線檢測(cè)，先后發(fā)現(xiàn)了不少設(shè)備早期故障，其中，1號(hào)爐丙排粉機(jī)的診斷案例，充分證明了新技術(shù)在鄒縣發(fā)電廠狀態(tài)檢修中的作用。本文重點(diǎn)介紹了1號(hào)爐丙排粉機(jī)早期故障的發(fā)現(xiàn)、分析和結(jié)論。
　　2、1號(hào)爐丙排粉機(jī)早期故障的發(fā)現(xiàn)和分析
　　鄒縣發(fā)電廠1號(hào)爐丙排粉機(jī)是單級(jí)離心式風(fēng)機(jī)，型號(hào)M5-36-11MO210/2D，流量136850m3/h，全壓13043Pa，轉(zhuǎn)速1485rpm，介質(zhì)為濃度小于10％的煤粉氣流，介質(zhì)溫度70～100℃。配用一高壓交流電動(dòng)機(jī)，功率850kW。風(fēng)機(jī)為懸臂轉(zhuǎn)子，同側(cè)雙支撐結(jié)構(gòu)，兩組支撐軸承布置在同一個(gè)軸承箱體內(nèi)，46號(hào)機(jī)械油潤滑，軸承箱體內(nèi)通有工業(yè)水對(duì)軸承進(jìn)行冷卻。風(fēng)機(jī)側(cè)為兩個(gè)并列放置的單列向心短圓柱滾子軸承，型號(hào)為日本NSKNu334軸承。風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)見圖1。
　　圖1 風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
　　1號(hào)爐大修前，診斷中心定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)1號(hào)爐丙排粉機(jī)葉輪側(cè)軸承存在隱患。通過1號(hào)爐丙排粉機(jī)葉輪側(cè)軸承水平方向振動(dòng)頻譜圖，分析各振動(dòng)尖峰值，發(fā)現(xiàn)該處軸承外圈故障頻率（BPFO）及其倍頻出現(xiàn)，說明軸承外圈出現(xiàn)了故障現(xiàn)象。同時(shí)，倍頻兩側(cè)均分布有1×轉(zhuǎn)速頻率的邊帶，說明了軸承外圈故障已嚴(yán)重到一定程度。圖2為1號(hào)爐丙排粉機(jī)葉輪側(cè)軸承水平方向振動(dòng)頻譜圖。
圖2

     該部位軸承為日本NSK軸承，型號(hào)Nu334。對(duì)照軸承手冊(cè)可知，相當(dāng)于SKF-Nu334型號(hào)軸承，利用RBMware軟件的軸承故障頻率計(jì)算功能，可計(jì)算出該軸承各故障頻率，如表1。
表一

　　從表1可知，額定轉(zhuǎn)速時(shí)軸承外圈1×故障頻率為154.10Hz。對(duì)照頻譜圖中各振動(dòng)尖峰值，可以看出頻譜圖出現(xiàn)的軸承外圈故障頻率，軸承外圈故障頻率見表2。
表2

　　利用RBM軟件中的PeakVue技術(shù)，對(duì)該軸承水平方向振動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量，頻譜圖見圖3。
圖3

　　從頻譜圖中可以看出，1kHz頻率采集范圍以內(nèi)，能夠出現(xiàn)的1～6×軸承外圈故障頻率全部出現(xiàn)。這就從另一方面證實(shí)，該軸承沖擊能量出現(xiàn)且較大，軸承外圈故障嚴(yán)重。
　　3、分析結(jié)論的正確性驗(yàn)證
　　2002年9月，1號(hào)機(jī)組大修，利用設(shè)備解體的機(jī)會(huì)來證實(shí)分析的正確性，2002年9月23日1號(hào)爐丙排粉機(jī)大修，丙排粉機(jī)解體后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)端內(nèi)側(cè)軸承外圈出現(xiàn)一徑向貫穿性裂紋，見圖4。該缺陷的發(fā)現(xiàn)，有力地證實(shí)了診斷中心利用先進(jìn)診斷儀器對(duì)該缺陷的早期診斷。
圖4

　　2002年8月份，發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期故障信息時(shí)，與負(fù)責(zé)該設(shè)備的狀態(tài)診斷人員聯(lián)系，用Vm－63手持式測(cè)振儀測(cè)得的該處振動(dòng)值為17微米，用手持式紅外測(cè)溫儀測(cè)得的該處溫度值為32℃，且聲音正常。按照我廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，該軸承的運(yùn)行狀態(tài)是合格的?？紤]到該故障外部特征表現(xiàn)并不顯著，故障還未進(jìn)入嚴(yán)重發(fā)展階段，又因?yàn)?月份1號(hào)機(jī)組將進(jìn)行大修，所以診斷中心監(jiān)測(cè)報(bào)告只是建議重點(diǎn)監(jiān)視、觀察運(yùn)行，在大修中更換該軸承。此次設(shè)備大修解體發(fā)現(xiàn)了缺陷的存在，說明了一個(gè)重要的問題：具有高級(jí)診斷技術(shù)合成的CSI2120機(jī)械分析儀能夠發(fā)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)部的早期故障，而常規(guī)手段卻難以做到。
　　4、結(jié)束語
　　運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)部故障的早期診斷，有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。首先，它符合我廠對(duì)狀態(tài)檢修的基本要求，即設(shè)備狀態(tài)的“可控”、“在控”。常規(guī)監(jiān)測(cè)手段只能對(duì)發(fā)展到一定階段的、外部特征明顯的設(shè)備故障進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于更早期的，不易察覺的故障卻難以把握。而采用高級(jí)診斷技術(shù)合成的先進(jìn)診斷儀器卻可以做到這一點(diǎn)，使設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)真正做到了“可控”、“在控”。其次，它能夠避免設(shè)備的突發(fā)性事故，確保設(shè)備不被損壞。設(shè)備故障的一般規(guī)律是：故障形成之后先經(jīng)歷一個(gè)較長的發(fā)展過程，一旦有其它條件觸發(fā)，故障則呈指數(shù)級(jí)快速發(fā)展，直至演變?yōu)槭鹿实陌l(fā)生。設(shè)備早期故障一旦被檢測(cè)出來，設(shè)備狀態(tài)就已“在控”，我們就可以按照設(shè)備狀態(tài)的變化來決定是繼續(xù)運(yùn)行，還是停機(jī)檢修，從根本上杜絕了惡性事故的發(fā)生。此次1號(hào)爐丙排粉機(jī)軸承故障的早期診斷，是CSI精密診斷儀器在鄒縣發(fā)電廠的成功運(yùn)用，這必將大大增強(qiáng)我們推廣應(yīng)用各種先進(jìn)診斷技術(shù)的信心，使這些先進(jìn)技術(shù)為鄒縣發(fā)電廠的狀態(tài)檢修工作發(fā)揮更大的作用。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]振動(dòng)故障分析與診斷.恩泰克愛迪公司中國辦事處，2000.
　　[2] 謝衛(wèi)樂，李振輝.黃島發(fā)電廠4號(hào)爐乙送風(fēng)機(jī)組電動(dòng)機(jī)SKF22230軸承故障監(jiān)測(cè)診斷報(bào)告.發(fā)電設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)研討會(huì)論文集：中國電力，2002.