1、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 ProcessingLIU Ming-yi(Shenhua Hebei Guohua Dingzhou Power Generation CO.LTD，Dingzhou 073000，China)Abstr
2、act：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 ；Frequen
3、cy spectrum；Soft foundation1、 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 12、振动情况分析2
4、010 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：PK Velocityin mm/SecFrequency in HzA6 - Linshi Pump 1470rpm 1#E4 - Multiple Points (10-05-30 )0 30 60 90 12003691215182124Max Amp 25.3 M1H 14:53M1V 14:53M1A 14:53M2H 14:54M2V 14:54M2A 14:54RPM= 1492. 14:53:36 10-05-30 Point= M1H Freq: Ordr: Sp 1:
5、 49.74 2.00 26.92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
6、/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） 。地脚 3 地脚 1V5 mm/s V=6.8 mm/sV5 mm/s V17 mm/s地脚 4 地脚 2图 3动力侧轴承（电机）振动M1H M1V M1A M2H M2V M2A28.3 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
7、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：PK Velocityin m/SecFrequency in HzA6 - Linshi Pump 1470rpm 2#E5 - Multiple Points (10-05-30 )0 30 60 90 1200 0.51.01.52.0Max Amp 1.82 M1H 19:49M1V 19:50M1A 19:50M2H 19:48M2V 19:48M2A 19:49RP
8、M= 1496. 19:49:41 10-05-30 Point= M1H Freq: Ordr: Sp 1: 75.01 3.09 1.950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。地脚 3 地脚 1V0.8 mm/s V=0.6 mm/sV0.8 mm/s V1.6 mm/s地脚 4 地脚 2图 5动力侧轴承（电机）振动M1H M1V M1
9、A M2H M2V M2A2.20 1.06 2.25 1.11 1.1 1.33表 23、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：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
10、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 72010 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 预埋件开焊下图为 2010 年 7
11、 月 3 日，机务拆除损坏的风机。图 92010 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 M2A2010.07.19 3.27 3.89 3.25 2.25 2.15 1.84表 3PK Velocity in mm/SecFrequency in HzH1 - Tower Coling Fan 01#C54 -M2H Motor Inboard Horizontal0 30 60 90 1200246810
12、1214Max Amp 12.9 10:23:0710-06-28 17:31:2610-07-19 10:51:2710-09-02 14:48:510-12-02 RPM= 1492. 10:23:07 10-06-28 Freq: Ordr: Sp 1: 24.87 1.0013.12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，
13、振动分布则帮助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。
