第二讲故障分析实例二全.docx

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第二讲故障分析实例二全

第二讲振动分析实例（第二部分）

（一）Y电厂1B循环水泵电机故障振动分析

1测点

设备名称：

1B循泵，三相异步电机（湘潭电机厂制造），功率：

2300KW，额定转速：

297r/min；

混流泵（上海凯士比泵公司）。

测试工况：

额定流量，300r/min。

测点位置

1电机壳体下部外缘，水平方向，南北

2电机壳体下部外缘，水平方向，东西

3电机壳体上部轴承外壳，水平方向，南北

4电机壳体下部轴承外壳，水平方向，东西

5电机壳体中部，水平方向，南北

6电机壳体中部，水平方向，

图11B循泵测点示意图

2测试结果

（1）1B循泵

测点123456

振动值（位移，峰峰值，微米）

45-7124-13269-78110-11842-49

测点3、4、5、6频谱分析结果如下。

图2测点3频谱

图3测点4频谱

图4测点5频谱

图5测点6频谱

（2）1A、2A循泵对比性测试结果

图61A循泵测点5频谱

图72A循泵测点5频谱

（3）1A、2A循泵

测点123456

振动值（位移，峰峰值，微米）

1A循泵15-1810-1831-45

2A循泵17-20855-75

32B循泵测试结果分析及处理意见

（1）2B循泵驱动电机振动过大，壳体南北方向振动达110~130微米，东西方向略小。

（2）混流泵体部分振动良好。

（3）2B循泵振动信号频谱分析结果表明，信号中的1倍频5Hz分量很小，这说明电机转子的质量平衡状况是好的。

结果同时表明，电机外壳的振动以2倍频10Hz和3倍频15Hz的成分为主，测点5还存在较明显的90Hz的分量，它们都是基频5Hz的倍频。

造成这种高阶倍频振动大的原因通常是因为电机存在电气缺陷导致的高阶电磁激振力，电气缺陷一般是电磁力不均衡、三相电流不平衡、转子存在断条或匝间短路、定子磁场存在相应的电气缺陷所致。

根据振动信号分析可以推测，电机轴承出现故障的可能性不大。

（4）分析原因，同时对1A、2A循泵进行了对比性测试。

测试结果表明，1A、2A泵电机部分的振动没有象2B那样存在明显的高频成分。

建议对2B循泵的电机进行电气检查，查找并消除缺陷。

4检查结果及处理

2001年利用中修机会由电机制造厂家来厂对驱动电机解体检查，发现南北方向定子绕组短路，随后进行了处理，起动后振动正常。

本例振动分析采用的是频谱分析方法，对故障的认定除了利用本机频谱特征，还用到了同型其他设备的频谱，同时需要知道电气故障一般表现出倍频分量高。

（二）Y电厂2A一次风机故障振动分析

1测试安排

该一次风机为美国TLT-BABCOCK公司生产的离心式送风机，1999年投运，运行过程中振动缓慢增大。

2001年检查性大修中进行了解体，做了例行消缺，大修结束后发现振动仍然偏高，且有逐渐增加的趋势，接近生产厂家提供的报警值，威胁到#1炉的正常运行。

振动测试利用原配备的本特利3300轴振监测系统，并临时加装了速度传感器和用于测取相位的键相传感器，将上述信号引入本特利ADIU-208测振表。

2测试结果及分析

2001年11月25日进行了第一次测试；

工况：

工作转速1495r/min，主机负荷550MW。

一般情况，导致2A风机工频振动大的可能原因有：

质量不平衡、转子原始弯曲、风机内部存在动静碰摩造成的热弯曲、轴承存在大的缺陷、叶轮积灰或结构共振。

叶轮上积灰可以造成转子不平衡质量状况发生变化，现场检查发现积灰很少，对转轴振动影响可以不予考虑。

该厂在大修过程中曾对此风机进行例行检查和消缺，轴承间隙调整符合运行要求，若风机轴承存在轴瓦瓦面磨损、瓦盖松动、轴承间隙过大等缺陷，频谱分析应该发现明显的低频或高频成分，但现有结果这一特征不明显，故排除轴承存在缺陷的可能。

轴承瓦温正常（入口油温42℃、出口油温50℃），可排除轴承供油不足。

定转速情况下，测试数据显示各个测点的间隙电压基本保持不变，瀑布图显示低频和高频分量很小，瓦振趋势图显示振幅和相位具有一定的波动性，但波动幅值比较小。

据此判断，风机内部动静碰摩的可能性存在，但不是引起振动大的主要原因。

然后对地脚螺栓进行了紧固，振动有少许下降。

又进行改变出力试验，振动没有明显变化，说明不是风压的原因。

对连轴器的检查发现对中在厂家规定之内，又进行了可能的精确调整，但振动依然偏大。

于是决定11月29日做动平衡。

首先对升降速过程进行了测试。

图8为升速过程固定端和浮动端轴振Bode图。

根据测试结果发现转轴原始晃度偏大、风机轴段两端相位相差100度。

据此估计质量不平衡不是振动的主要原因，不平衡效果不一定好。

Bode图显示升速过程中没有出现共振峰，可知风机在运行过程中不存在结构共振的问题。

图8固定端、浮动端轴振刚定速（1495r/min）振动趋势图

3故障最后的确定

为进一步确定原因，又对记录数据进行了仔细地分析，发现刚升速到工作转速1495r/min时，振动相位发生大幅度变化，图9显示两端测点相位的变化量有20~25度，这是不正常的。

图9固定端、浮动端轴振刚定速（1495r/min）振动趋势图

该风机与驱动电机之间采用齿形挠性联轴器，依靠内外齿接触受力传递扭矩，这样的结构可以减小主动端与被动端之间对中偏差对振动的影响；如果驱动电机存在大的振动，对风机转子的影响也不会很大。

对电机转子两个轴承的振动测试表明电动机本是振动良好。

根据分析，最终得出结论：

振动原因是对轮齿面磨损，造成传递扭矩不均，进一步引起类似质量不平衡的一倍频的高振动。

4处理及效果

2002年4月，现场利用小修机会更换了新的进口联轴器，振动完全解决。

本例在稳态数据无法准确认定故障的情况下，采集了瞬态过程数据，并根据对振动相位的分析最终得到正确的结论，其间必须对联轴器故障的振动特征有深入了解，否则对振动原因仍无法肯定。

（三）清镇电厂#3机组发电机转子裂纹

清镇电厂#3机组，32MW，60年末投运。

[振动现象]带负荷，发电机两瓦振动增大。

[分析处理过程]

高速动平衡

平衡效果异常——结论：

转子可能有裂纹

抽转子——补焊

振动部分好转

4瓦垂直降速波特图

5瓦垂直降速波特图

（四）盘山电厂#4机振动处理

哈汽600MW机组（哈汽第7台），

3000rpm或带负荷过程，9瓦（发电机前瓦）轴振偏大，98微米。

[动平衡简况]

3月30日起第一次加重，共加重8次，历时51天；

加重位置：

发电机前端风叶

低/电对轮

低压2转子两侧

[现象]

影响系数不稳定；

加重效果远超出预估值。

[原因分析]

（1）发电机端部质量不固定

（2）对轮连接不良

（五）军粮城电厂#6机组动平衡

200MW，低通改造；启机后#2、#5、#6、#7瓦、轴振高。

[振动故障]1、顺序阀进汽，#2瓦轴振210微米；

2、#4、#5瓦振动大；

3、发电机两瓦瓦振、轴振大，240微米；

4、发电机两瓦临界转速振动大，高于大修前，原因不明。

[处理]汽机现场高速动平衡

发电机现场动平衡——返厂高速动平衡

（六）大同二电厂#1机组动平衡

200MW，低通改造；启机后#3瓦振动大，一倍频。

[动平衡]

加重平面：

中压末级

接长轴前对轮