一次风机振动跳变故障处理

丛 岩，孙 哲，赵君达，许 尧

(国能双辽发电有限公司，吉林 双辽 136400)

0 引言

一次风机是锅炉的重要辅机设备，作用是提供一定压力、一定流量的一次风，将煤粉干燥并送入喷燃器，提供煤粉挥发分燃烧所需热量。某电厂一次风机为成都电力机械厂AP系列动叶可调轴流式通风机。自2019-07-30开始，5B一次风机多次出现振动跳变现象，这极大地威胁了机组的安全稳定运行，热控人员对此进行了专项调查分析和探讨。

1 一次风机振动来源分析

1.1 一次风机工作原理

成都电力机械厂AP系列动叶可调轴流式通风机工作原理为，由系统管道流入风机的气流经进气箱改变方向，经集流器收敛加速后流向叶轮，电动机通过叶轮叶片对气流作功，叶片的工作角度与叶栅距可无级调节，由此改变风量、风压，满足工况变化需求；流经叶轮后的气流为螺旋运动，经后导叶转为轴向流入扩压器，在扩压器内气体的部分动能转化成静压能，再流至系统满足运行要求，从而完成风机出力的工作过程。

1.2 振动测量方式

一次风机振动采用北京英华达公司的EN2000A1振动保护表。它是一台双通道振动监测仪表，可提供完善的、高质量的径向在线振动监测，适用于各种形式的旋转式和往复式机械，能够接受来自两个独立的涡流传感器或速度传感器信号，可以连续监测两个独立通道的径向振动。

1.3 振动可能原因

可以引起一次风机振动测点跳变原因较多，但大体总结起来可以归为两类：第一类可能是设备原因，第二类是测量回路干扰问题引起。设备原因可分为风机本体设备故障引起的振动大或跳变，另一类是测量仪表或线路故障导致跳变。设备原因导致振动大的分类及措施见表1。

表1 设备原因导致振动大的分类及措施

测量仪表及线路故障时，也有可能导致振动测点异常突变或波动。其故障原因如下：

(1) 振动传感器故障，回路接触不良。

(2) 接地屏蔽不良，造成信号回路串入干扰电磁信号。

判断振动信号测点突变和波动是否为误报的方法如下：如果转机振动确实大，一般会有劣化趋势，并且转机的其他参数，例如电机电流、轴瓦温度、压力等会有变化。因此，如果转机振动信号异常突变和波动速度快、幅度大，且其他参数未变化，则很可能是信号回路故障。

2 缺陷处理过程

2.1 第一次故障分析及处理

2.1.1 故障现象

2019-07-30T07：30，5号机组负荷580 MW，5B一次风机Y向振动突然出现跳变，在0 μm到17.6 μm之间跳变。

2.1.2 故障分析

查询历史趋势可知，当时5B一次风机X方向振动值显示正常，无明显变化，一次风机轴承温度及回油温度、润滑油压均无明显变化。检查风机电流曲线无异常变化。查看就地振动表，仅Y方向显示跳变。由此推断，此次5B一次风机Y方向轴承振动信号跳变为测量故障，并非风机实际振动大。

一次风机轴承振动测量回路包括以下几部分：测量探头、探头信号电缆、端子排、信号线、振动测量仪表、振动表至DCS远传信号线、DCS卡件等。以上环节如出现接线松动、接头松动、模件插槽接触不良、模件故障等均会造成信号跳变。

2.1.3 处理过程

首先区分是测量设备本身的问题还是测振表之后测量回路的问题，在办完轴振保护退出手续和工作票之后，开始对5B一次风机Y方向测振回路进行检查。检查和紧固接线端子，未发现有明显的松动情况。因就地振动表示值跳变，排除远传号线故障引起DCS振动示值跳变。

将振动探头至振动表信号电缆在振动表上解线，检查信号间阻值正常，初步判断振动探头未故障。检查振动探头至振动表信号电缆接地绝缘，阻值为3 Ω，绝缘不合格。

故而确认为信号电缆接地屏蔽不良，造成信号回路串入干扰电磁信号，引起轴振信号跳变。

屏蔽线的常规接法为一端接地，另一端悬空。当信号线传输距离比较远且屏蔽层采用了两端接地，由于两端的接地电阻不同，可能会导致两个接地点电位不同，就有电流形成，对信号形成干扰。这种情况下一般采取一端(一点)接地，另一端悬空的办法，能避免此种干扰形成。

故而技术人员拆除信号电缆在振动表上的屏蔽线，观察振动曲线，跳变明显减小。因机组负荷较高，不具备停一次风机更换信号电缆的条件。因一次风机振动跳闸保护逻辑为X (Y)方向振动大跳闸值与Y (X)方向报警值，Y方向振动值跳变不会造成一次风机跳闸，恢复轴振保护，交代运行人员继续观察运行。同时加急采购相关备件，待机组停运时进行更换。

2.2 第二次故障处理过程

2019-09-09T04：30，值班人员接到电话，5B一次风机Y方向振动值再次跳变。可以确定，信号电缆在保温外壳内接地绝对不仅仅是一点。2020-01-19，5号机组因电网用电量下降，停运备用。利用这次机组停备机会，在备品备件到货后的2020-03-04办理热控工作票，联系锅炉专业配合拆除保温外壳，通过旧信号电缆的仔细检查发现，在振动探头的航空插头处有磨损痕迹，在蛇皮管的中段发现几处被压扁，拆开后发现信号电缆外皮在这几处也有磨损。怀疑这几处为检修维护时，机务作业人员踩踏所致。对信号电缆及振动探头均进行更换。更换后信号电缆屏蔽不再存在破损接地现象。同时将信号电缆更换为铠装信号线，防止踩踏磨损。

对比原橡胶信号电缆，铠装信号电缆包括由内向外依次设置的线芯、导电层、绝缘层、屏蔽层和铠装层。采用可挠性纤维束作为线芯，并使用导电层缠绕于线芯表面，并且使得信号线具有较低的阻抗；同时，分别利用绝缘层、屏蔽层和铠装层对信号线进行多重防护，大大提高了信号线的抗干扰能力，具有耐腐蚀、耐高温、耐高压、硬度大等优点，可有效增长信号线使用寿命。

2020-04-01T23：42.000，5B一次风机启动后振动表示值及DCS值均较正常值高，X方向振动达143.2，Y方向达81.3明显高于一次风机实际振动值。

值班人员及时发现了问题并立即通知运行人员。运行人员立即联系锅炉检修检查风机状态。经便携式测振仪检测，一次风机运转正常。怀疑热控测振回路问题。值班人员立即上报班长。班长将情况汇报给分场领导。经分场技术人员集思广益，检查分析出故障原因为更换振动表后，探头精确度在振动表上未设置为当前探头精确度。英华达EN2000A1振动保护表默认速度型传感器灵敏度为20 mV/mm/s，而当时安装探头实际灵敏度为50 mV/mm/s。更改设置后，一次风机振动值迅速回落为正常值。因此，探头灵敏度在选择时，应选择一个适配值。选择合适灵敏度的振动探头的方法：

(1) 确定测量目标，测量振动是用加速度还是速度或位移。

(2) 被测振动的最大振幅或范围决定使用哪种范围的传感器。

① 振动频率。选择传感器可用的频率范围是很关键的。

② 环境温度和湿度。

③ 空间占用情况。现场很多安装空间是很狭小的，探头尺寸也很关键，再就是线缆的出线方式、方向是否能符合现场实际。

④ 是否有耐腐蚀和有害化学物质的要求。比如能否耐受保温涂层的腐蚀。

3 经验总结

5号机组启动后，5B一次风机Y方向振动跳变的现象彻底消除。经过故障分析，总结了一下几点经验。

(1) 机组检修时应做到应修必修应查必查，尤其是涉及重要辅机的保护信号，屏蔽和接地检查尤为重要。

(2) 机组检修时涉及多专业配合的工作一定要做好跟踪。信号电缆、元件要做好防护，防止其他专业作业时误触误碰造成不必要的麻烦。

(3) 发现设备隐患问题应及时处理，不要让小隐患引发大问题。

(4) 振动探头有不同的检测精度，安装更换时必须注意所标记的精度等级。

(5) 重要辅机的跳闸逻辑需仔细认证，防止误跳闸和拒跳闸。5B一次风机振动跳闸逻辑就是很好的例子，单侧振动波动不会造成风机跳闸。

(6) 关注新技术、新材料、新工艺、新设备(简称“四新”)的发展，科技是第一生产力。“四新”能有效减少故障的发生。

4 结束语

振动测点跳变原因较多，既可能是设备问题也可能是干扰问题，根据以上分析可以看出，有多个信号跳变时，应重点核查与之相关的系统故障因素。当单一信号跳变时，重点检查此信号回路的元器件、工作环境、安装方式、线缆屏蔽、接地以及是否存在干扰源等。在平时检修维护时注意检查设备是否存在以上提到的可能引起信号跳变的各种隐患。了解跳变产生的各种原因和故障特点，充分利用好记录分析仪器，就能较为快速地进行问题定位并有针对性地提出解决方法。