风机振动原因分析及处理

原创 2020-04-12 11:33  阅读

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  工程技术 科技资讯 2010NO.06 SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 风机振动原因分析及处理① 洪伟杰 ( 浙江省电力建设有限公司浙江宁波 3 1 5 0 1 0 ) 摘 要:对可能造成风机振动的原因进行了总体介绍,并通过某电厂#1机组离心式一次风机轴向振动大的解决过程,对风机振动的分析处 理过程进行了介绍。 关键词: 风机振动分析 中图分类号:TF307 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2010)02(c)-0031-02 Abastact:Makeoverallpresentationofpossiblereasonswhichleadtofanvibration,throughasettlementprocessofapowerplant’s#1 unit,whichprimaryaircentrifugalfanaxialvibrateexcessively,introducetheanalyticprocessoffanvibration. KeyWords:Fan;Vibration;Analysis 风机振动是电站风机运行中常见故障 之一,解决风机振动问题是确保锅炉机组 稳 定 运 行 的 重 要 一 环 。由 于 引 起 振 动 的 原 因很多,诊断比较复杂,发生在浙江某电厂 的离心式一次风机振动,汇集了多个因素 的 作 用 , 整 个 处 理 过 程 历 时 近 2 个 月 。其 振 动 特 征 和 处 理 过 程 具 有 代 表 性 。通 过 介 绍 其分析、诊断思路和处理方法, 可以为类似 风机的振动诊断和处理提供参考。 1常见风机轴承振动原因 (1)转子动平衡不符合要求。 (2)动静部分之间发生摩擦。 (3)基础的刚度不够或不牢固。 (4)轴 承 底 座 和 基 础 连 接 不 良 。如二次 灌 浆 不 实 、台 板 与 基 础 连 接 螺 栓 松 脱 等 。 ( 5 ) 风 机 组 装 问 题 。如 中 心 未 找 正 , 轴 承 间隙未调整到位,轴承接触不良等。 (6)进 风 箱 涡 流 脉 动 造 成 的 振 动 。入口 风箱结构设计不合理,导致进风箱内气流 产生涡流,并在风机进口集流器中得到加 速和扩大,从而激发气流脉动。 1 . 所 加 入 口 弯 道 导 流 板 。2 . 进 口 调 节 挡 板 。3.出 口 隔 离 挡 板 。 图 1 一次风机示意图 (7)入口调节门后中心涡流引起的振动[1]。 (8)风机转速接近临界转速引起的振 动。 ( 9 ) 风 机 旋 转 失 速 、喘 振 等 。 (10)烟、风道结构设计原因, 如风道刚 性不足,造成系统中气流的压力脉动与扰 动导致风机的受迫振动。 2某电厂#1机组一次风机振动原因分析 浙江某电厂2×300MW机组一次风机采 用单吸离心式风机。调节方式为入口调节风 门。风机转速为1480rpm,厂家保证风机的第 一临界转度,至少高于设计转度的25%。 在调试期间风机轴向振动超过了100m, 振动发生在远离电动机的自由端,且随着入 口调节挡板开度变化而变化。 处理原则:根据发生的可能性大小以 及 处 理 的 难 度 , 成 本 、时 间 等 因 素 , 我 们 对 各项原因逐一进行了排查。 2 . 1 查找安装方面的原因 由于是新建机组,我们首先对风机的 轴承间隙、联轴器连接等进行了检查, 并重 1 . 集 流 器 。2 . 破 涡 器 叶 片 。 图 2 破涡器示意图 新找正, 均符合要求。另外更换了轴承润滑 油 并 对 入 口 调 节 挡 板 进 行 了 检 查 。风 机 重 新试转后振动未见改善。 2 . 2 入口风道改造试验 鉴于风机振动同挡板开度有关,说明 风机振动受进风箱气流脉动的影响,于是 我们在入口弯道内加装了两块导流板,见 图 1 。加 装 导 流 板 后 发 现 , 风 机 振 动 略 有 改 善 , 见 表 1 。此 后 我 们 拆 除 了 消 音 器 和 入 口 风道进行试转也未见效。 2.3 动平衡试验 由于在试验中发现一次风机A水平振 动比一次风机B要大的多,因此怀疑一次风 机A转子本身有不平衡质量的存在,对一次 风 机 A 进 行 了 动 平 衡 试 验 。经 过 三 次 试 验 , 最 终 加 装 了 2 0 0 g 平 衡 块 。结 果 各 个 方 向 振 动均有不同程度的降低,见表1。 2 . 4 机壳加支撑试验 由于风机机壳振动也较大,为了探索 机壳振动与轴承振动的关系,我们对机壳 进 行 了 加 固 。具 体 方 法 是 在 机 壳 底 部 加 两 根竖管支撑,在机壳侧面加两根斜管支撑。 结果,机壳振动通过斜撑传递至风机基础, 由于风机基础刚性不足,导致轴承振动和 机壳振动反而加剧(具体数据见表1),最后 还 是 拆 除 了 机 壳 上 的 支 撑 。由 于 考 虑 到 改 造成本以及工程进度,我们未对基础进行 改 造 。而 是 继 续 寻 找 造 成 轴 承 振 动 的 激 振 力,以便从源头上堵住振动的产生。 2 . 5 加破涡器试验 由于风机振动受入口挡板开度的影 响,表明气流脉动很可能是造成轴承振动 的 根 本 原 因 。为 彻 底 解 决 问 题 , 我 们 决 定 在风机进口集流器位置处加装带导流性 质 的 破 涡 器 ,结 构 如 图 2 。破 涡 器 的 几 何 形 状对效果起决定作用,如果叶片高度不 表 1 1 次风机改造前后自由端轴承振动值( 单位: m ) (下转 3 4 页) ①作者简介:洪伟杰:男,浙工宁波人,毕业学校:浙江大学电厂热能动力专业,工程师,工作单位:浙江省电力建设有限公司,主要从事 电力工程基建工程管理。 科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 31 科技资讯 2010NO.06 SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 行 精 调 。先 调 水 平 ,后 调 方 向 ; 先 调 基 标 部 位 , 后 调 基 标 之 间 ; 先 粗 后 精 , 反 复 调 整 。经 过精调后,其精度必须符合无砟轨道铺设 验收精度要求,即方向用10m弦量,不超过 4mm;水平±2mm,高低用10m弦量,不超过 2mm,轨距±2mm。 3 . 5 L 型底座立模、混凝土浇筑 (1)混 凝 土 侧 模 采 用 建 筑 钢 模 。安装模 板前要复查道床标高及轨道中心线位置是 否符合设计要求,检查预埋件及预留孔洞 是否遗漏,位置是否准确,确保模板安装正 确。 注意检查轨排支撑架支腿外套套管, 确保砼浇筑后,支撑架支腿能从道床砼中 取出。 ( 2 ) 混 凝 土 浇 筑 前 , 对 钢 轨 、扣 件 采 取 防 污措施,用编织袋或彩条布覆盖钢轨,用塑 料 袋 罩 住 扣 件 及 梯 形 轨 枕 联 接 方 钢 。采 用 C30商品混凝土,应对每车混凝土进行坍落 度试验,保证符合施工要求。 (3)再次对轨道状态进行测定,确认符 合施工标准后方可浇筑L 型底座混凝土。采 用商品混凝土,分区段采用铺轨预留口或 其 它 投 料 口 下 料 、轨 道 运 输 车 运 至 浇 筑 部 位,洞内小龙门吊运输浇筑,先浇筑梯形轨 枕下层的平垫层,混凝土从梯形轨枕下流 出,浇筑的混凝土应淤出梯形轨枕下底平 面8mm~10mm,保证混凝土与梯形轨枕的 密贴,初凝前将淤出部分抹平,抹面高度应 与梯形轨枕底部的减振垫底面平齐,收面 时混凝土和梯形轨枕下表面不得接触。 (4)浇筑混凝土时采用直径20mm插入 式振捣棒在外侧充分振捣,加强减振垫下L 型底座混凝土的振捣,严禁振捣器触及钢 轨 支 撑 架 、模 板 、缓 冲 垫 及 泡 沫 隔 离 层 。 (5)振捣完成后,L型底座混凝土表面要 进 行 抹 面 处 理 , 抹 平 、搓 毛 2 遍 以 上 , 抹 面 允 许偏差为平整度3mm,高程-5mm~0mm。 (6)浇 筑 中 应 随 时 保 证 钢 轨 的 方 向 、轨 距 、水 平 及 模 板 的 位 置 正 确 。 3 . 6 混凝土养生、拆除模板及钢轨支撑架 (1)混凝土初凝前应立即进行压光抹 面 , 并 及 时 覆 盖 。初 凝 后 终 凝 前 进 行 第 2 次 抹 面 。终 凝 后 应 及 时 松 开 扣 件 及 接 头 夹 板 , 以防止钢轨伸缩对混凝土造成破坏。 (2)混凝土浇筑12h后,采用覆盖土工布 和洒水的方式进行保湿养护,养护期不少 于7天。 (3)在混凝土强度达到2.5MP以上时拆 除模板,同时将梯形轨枕与道床混凝土间 的泡沫板隔离层清理出来,保证除减振垫 外梯形轨枕与L型底座分离,达到5MP后, 拆除钢轨支撑架,达到设计强度的70%后, 轨 道 上 方 可 载 重 、行 车 。 4工程质量检验 梯形轨枕减振道床施工完成后,进行 工程质量检验,钢轨调整精度及道床应符 合下列规定。 (1)轨道中心线:距基标中心线)轨道方向:直线mm,曲线段正矢允许偏 差也应在规范允许范围之内。 (3)轨顶高程及水平:高程允许偏差为 ±1mm,左右股钢轨顶面水平允许偏差为 1mm。 (4)轨顶高低差:用10米弦量不应大于 1mm。 (5)轨距:允许偏差为(+2,-1)mm变化 率不应大于1‰。 (6)轨缝允许偏差为(+1,0)mm。 ( 7 ) 钢 轨 接 头 : 轨 面 、轨 头 内 侧 应 平 ( 直 ) 顺,允许偏差为0.5mm。 (8)对拆除模板后的道床进行质量检 查, 发现底座面与减振垫间有缝隙、混凝土 表面出现裂纹时,用环氧树脂填充,同时对 表面进行抹面整修处理。 正线次铺设成功,经检测轨道几 何状态和道床质量均需达到标准要求,浇 筑后的梯形轨枕减振道床如图3所示。 5结语 梯 形 轨 枕 减 振 道 床 具 有 重 量 轻 、低 振 工程技术 动、性价比高和维修方便等优点, 适用于减 振 要 求 为 1 5 d B 的 地 段 。如 果 大 面 积 、大 规 模 推广使用梯形轨枕减振道床,必须在以下 方面加以完善和改进,以提高施工效率,保 证施工质量。 (1)梯形轨枕吊装时应十分注意,不得 进行对轨枕本体以及轨枕上的附属材料有 损害的作业,以避免梯形轨枕产生裂纹,破 损 等 。必 要 时 要 实 施 防 护 措 施 。在 采 用 轨 道 车,吊装机等搬运时,用吊装绳吊装连接方 钢部位进行搬运。 (2)改进轨枕支撑架,提高支撑架的稳 定性和调整精度。 (3)改进泡沫塑料板隔离层的粘结方 式 , 避 免 轨 枕 吊 装 、运 输 、混 凝 土 浇 筑 过 程 中 破 损 、脱 落 等 。 (4)根据现场施工环境,严格按试验参 数进行混凝土配比,混凝土配合比提前设 计 、优 化 。根 据 施 工 现 场 要 求 , 适 当 掺 入 混 凝土外加剂来改善混凝土使用性能,各种 组成材料严格按配合比计量充分拌合,做 好坍落度试验。 参考文献 [1] GB50299-1999地下铁道工程施工及验 收规范[S].北京:中国计划出版社, 2003. [2] GB50308-1999地下铁道 轻轨交通工程 测量规范[S].北京:中国计划出版社, 2000. [3] 王进,任静,吴建忠.弹性支撑梯形轨枕 轨道在北京地铁5号线铺设的工程技术 研究[J].铁道标准设计,2007(10):33~ 37. [4] 刘衍峰,郭建平,雷黔湘.曲线地段梯形 轨枕布置计算研究[J].都市快轨交通, 2008,21(1):65~67. (上接 3 1 页) 够,不能起到导流破涡作用,而高度太高, 则 可 能 在 进 口 处 形 成 新 的 涡 流 。通 过 在 一 次风机B上进行的三次破涡器切割试验, 最终确定了合适的破涡器结构尺寸,效果 非常好(具体数据见表一),风机振动达到 了规范的优良标准。 3振动原因 从处理过程来看,造成该风机振动的 主要有以下原因:(1)一次风机A转子存在 不平衡质量,由于动平衡不好造成的水 平 振 动 亦 造 成 了 轴 向 振 动 的 增 加 。( 2 ) 入 口调节门后中心涡流引起的气流周期性 脉动造成风机机壳振动[1],从而造成轴承 振 动 。( 3 )基 础 轴 向 刚 性 不 足 , 加 剧 了 由 于 入口调节门后中心涡流引起的轴承振动。 该 风 机 自 由 端 轴 承 座 基 础 是 明 显 的“ 瘦 高 个 型 ”, 此 风 机 振 动 大 , 外 型 结 构 亦 是 主 要 的原因之一。 4结语 总体上来说,此次风机振动的处理结 果 是 成 功 。从 整 个 处 理 过 程 来 看 , 由 于 造 成此次风机振动的原因应该说是多个因 素共同作用的结果,有一定的复杂性,因 此需要我们根据振动的特征仔细分析,逐 项排除,同时在振动的处理上要考虑处理 的 成 本 , 采 用 相 对 简 单 的 方 法 。通 常 减 少 风机轴承振动的途径有两种,一是减少激 振 力 , 二 是 增 加 支 承 系 统 的 刚 度 。在 此 次 处理过程中我们就是从减少激振力着手, 便从源头上堵住振动的产生,而未对基础 进行改造。 参考文献 [1] 刘家钰. 电厂锅炉一次风机异常振动试 验研究[J].风机技术,2003(5):41~44. [2] 宋 儒 将 . 引 风 机 振 动 故 障 诊 断 及 处 理 [J].风机技术,2007(3):70~71. [3] 朱 宏 , 汪 岚 . 浅 析 风 机 常 见 振 动 故 障 的 特征及诊断标准[J].风机技术,2003(6): 54~55. [4] 郜立焕,万畅,杨玮.风机基础刚度差的 振动机理和诊断方法[J].风机技术,2007 (4):69~71. [5] 金锐,汪江,陆颂元.某电厂一次风机振 动故障诊断及动平衡[J].汽轮机技术, 2002(3):178~181. 34 科技资讯 S C I E N C E & T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N

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