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鍋爐專工給出的風(fēng)機(jī)震動(dòng)判斷及處理方法
2021-08-23風(fēng)機(jī)是電站的重要輔機(jī),風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障或事 故時(shí),將引起發(fā)電機(jī)組降低出力或停運(yùn),造成發(fā)電量損失。而電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)Z多、影響Z大的就是振動(dòng),因此,當(dāng)振動(dòng)故障出現(xiàn)時(shí),尤其是在故障預(yù)兆期內(nèi),迅速作出正確的診斷,具有重要的意義。簡(jiǎn)易診斷是根據(jù)設(shè)備的振動(dòng)或其他狀態(tài)信息,不用昂貴的儀器,通常運(yùn)用普通的測(cè)振儀,自制的聽針,通過聽、看、摸、聞等方式,判斷一般風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的原因。文中所述振動(dòng)基于電廠離心式送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和排粉機(jī)。
一、軸承座振動(dòng)
1)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的振動(dòng)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)中,屬于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的振動(dòng)占多數(shù)。造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因主要有:葉輪磨損(主要是葉片)不均勻或腐蝕;葉片表面有不均勻積灰或附著物(如鐵銹);機(jī)翼中空葉片或其他部位空腔粘灰;主軸局部高溫使軸彎曲;葉輪檢修后未找平衡;葉輪強(qiáng)度不足造成葉輪開裂或局部變形;葉輪上零件松動(dòng)或連接件不緊固。轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng)的特征:①振動(dòng)值以水平方向?yàn)閆大,而軸向很小,并且軸承座承力軸承處振動(dòng)大于推力軸承處;②振幅隨轉(zhuǎn)數(shù)升高而增大;③振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)速頻率相等;④振動(dòng)穩(wěn)定性比較好,對(duì)負(fù)荷變化不敏感;⑤空心葉片內(nèi)部粘灰或個(gè)別零件未焊牢而位移時(shí),測(cè)量的相位角值不穩(wěn)定,其振動(dòng)頻率為30%~50%工作轉(zhuǎn)速。
2)動(dòng)靜部分之間碰摩引起的振動(dòng)如集流器出口與葉輪進(jìn)口碰摩、葉輪與機(jī)殼碰摩、主軸與密封裝置之間碰摩。其振動(dòng)特征:振動(dòng)不穩(wěn)定;振動(dòng)是自激振動(dòng)與轉(zhuǎn)速無關(guān);摩擦嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生反向渦動(dòng)。
3)滾動(dòng)軸承異常引起的振動(dòng)軸承裝配不良的振動(dòng):如果軸頸或軸肩臺(tái)加工不良,軸頸彎曲,軸承安裝傾斜,軸承內(nèi)圈裝配后造成與軸心線不重合,使軸承每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一次交變的軸向力作用,滾動(dòng)軸承的固定圓螺母松動(dòng)造成局部振動(dòng)。其振動(dòng)特征為:振動(dòng)值以軸向?yàn)閆大;振動(dòng)頻率與旋轉(zhuǎn)頻率相等。
滾動(dòng)軸承表面損壞的振動(dòng):滾動(dòng)軸承由于制造質(zhì)量差、潤(rùn)滑不良、異物進(jìn)入、與軸承箱的間隙不合標(biāo)準(zhǔn)等,會(huì)出現(xiàn)磨損、銹蝕、脫皮剝落、碎裂而造成損壞后,滾珠相互撞擊而產(chǎn)生的高頻沖擊振動(dòng)將傳給軸承座,把加速度傳感器放在軸承座上,即可監(jiān)測(cè)到高頻沖擊振動(dòng)信號(hào)。這種振動(dòng)穩(wěn)定性很差,與負(fù)荷無關(guān),振動(dòng)的振幅在水平、垂直、軸向三個(gè)方向均有可能Z大,振動(dòng)的精密診斷要借助頻譜分析,運(yùn)用頻譜分析可以準(zhǔn)確判斷軸承損壞的準(zhǔn)確位置和損壞程度,在此不加闡述。表1列出滾動(dòng)軸承異?,F(xiàn)象的檢測(cè),可以看出各種缺陷所對(duì)應(yīng)的異?,F(xiàn)象中,振動(dòng)是Z普遍的現(xiàn)象,抓住振動(dòng)監(jiān)測(cè)就可以判斷出絕大多數(shù)故障,再輔以聲音、溫度、磨耗金屬的監(jiān)測(cè),以及定期測(cè)定軸承間隙,就可在早期預(yù)查出滾動(dòng)軸承的一切缺陷。
4)軸承座基礎(chǔ)剛度不夠引起的振動(dòng)
基礎(chǔ)灌漿不良,地腳螺栓松動(dòng),墊片松動(dòng),機(jī)座連接不牢固,都將引起劇烈的強(qiáng)迫共振現(xiàn)象。這種振動(dòng)的特征:①有問題的地腳螺栓處的軸承座的振動(dòng)Z大,且以徑向分量Z大;②振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)速的1、3、5、7等奇數(shù)倍頻率組合,其中3倍的分量值Z高為其頻域特征。
5)聯(lián)軸器異常引起的振動(dòng)
聯(lián)軸器安裝不正,風(fēng)機(jī)和電機(jī)軸不同心,風(fēng)機(jī)與電機(jī)軸在找正時(shí),未考慮運(yùn)行時(shí)軸向位移的補(bǔ)償量,這些都會(huì)引起風(fēng)機(jī)、電機(jī)振動(dòng)。其振動(dòng)特征為:①振動(dòng)為不定性的,隨負(fù)荷變化劇烈,空轉(zhuǎn)時(shí)輕,滿載時(shí)大,振動(dòng)穩(wěn)定性較好;②軸心偏差越大,振動(dòng)越大;③電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行,振動(dòng)消失;④如果徑向振動(dòng)大則為兩軸心線平行,軸向振動(dòng)大則為兩軸心線相交。
二、轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速引起的振動(dòng)
當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速逐漸增加并接近風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的固有振動(dòng)頻率時(shí),風(fēng)機(jī)就會(huì)猛烈地振動(dòng)起來,轉(zhuǎn)速低于或高于這一轉(zhuǎn)速時(shí),就能平穩(wěn)地工作。
例如:
①改造后的風(fēng)機(jī),由于葉輪太重,使風(fēng)機(jī)軸系的臨界轉(zhuǎn)速下降到風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速附近,引起共振。
②基礎(chǔ)剛度不足,重量不夠,其固有頻率接近旋轉(zhuǎn)頻率。
③風(fēng)機(jī)周圍的其他物件、管道、構(gòu)筑物的共振。
④調(diào)節(jié)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)桿的共振。其振動(dòng)特征為:該物件共振處的相對(duì)振動(dòng)Z大;振動(dòng)頻率與旋轉(zhuǎn)頻率相同或接近。
三、風(fēng)機(jī)風(fēng)道振動(dòng) 這種振動(dòng)是由于風(fēng)道系統(tǒng)中氣流的壓力脈動(dòng)與擾動(dòng)而引起的。
1)風(fēng)箱渦流脈動(dòng)造成的振動(dòng)
入口風(fēng)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)箱內(nèi)的氣流產(chǎn)生劇烈的旋渦,并在風(fēng)機(jī)進(jìn)口集流器中得到加速和擴(kuò)大,從而激發(fā)出較大的脈動(dòng)壓力波。其振動(dòng)特征為:壓力波常常沒有規(guī)律,振幅隨流量增加而增大。
2)風(fēng)道局部渦流引起的振動(dòng)
風(fēng)道某些部件(彎頭、擴(kuò)散管段)的設(shè)計(jì)不合理,造成氣流流態(tài)不良,在風(fēng)道中出現(xiàn)局部渦流或氣流相互干擾、碰撞而引起氣流的壓力脈動(dòng),從而激發(fā)出噪聲和風(fēng)道的振動(dòng)。其振動(dòng)特征:振動(dòng)無規(guī)律性,振幅隨負(fù)荷的增加而增大。
3)風(fēng)機(jī)機(jī)殼和風(fēng)道壁剛度不夠引起振動(dòng)。剛度較弱的位置,振幅就較大。
4)旋轉(zhuǎn)失速
當(dāng)氣流沖角達(dá)到臨界值附近時(shí),氣流會(huì)離開葉片凸面,發(fā)生邊界層分離從而產(chǎn)生大量區(qū)域的渦流,造成風(fēng)機(jī)風(fēng)壓下降。旋轉(zhuǎn)失速主要發(fā)生在軸流式風(fēng)機(jī)中,在離心式風(fēng)機(jī)的葉輪及葉片擴(kuò)壓器中,由于流量減少,同樣也會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速。旋轉(zhuǎn)失速引起的振動(dòng)的特征:(1)振動(dòng)部位常在風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)箱和出口風(fēng)道;(2)振動(dòng)多發(fā)生在進(jìn)口百葉式調(diào)節(jié)擋板、后彎葉片的風(fēng)機(jī)上;(3)擋板開度在0~30%時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng),開度超過30%時(shí)降至正常值;(4)旋轉(zhuǎn)失速出現(xiàn)時(shí),風(fēng)機(jī)流量、壓力產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈動(dòng)。
5)喘振具有駝峰型性能曲線的風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)工作,而系統(tǒng)中的容量又很大時(shí),則風(fēng)機(jī)的流量、壓頭和功率會(huì)在瞬間內(nèi)發(fā)生很大的周期性的波動(dòng),引起劇烈的振動(dòng)和噪聲。喘振是風(fēng)機(jī)性能與管道裝置耦合后振蕩特性的一種表現(xiàn)形式,其振幅、頻率受風(fēng)機(jī)管道系統(tǒng)容量的支配,其流量、壓力、功率的波動(dòng)又是不穩(wěn)定工況區(qū)造成的。
(來源:機(jī)爐電)