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      河北聯益玻璃鋼有限公司
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      電站風機振動故障簡易診斷

      風機是電站的重要輔機,風機出現故障或事 故時,將引起發電機組降低出力或停運,造成發電量損失。而電站風機運行中出現最多、影響最大的就是振動,因此,當振動故障出現時,尤其是在故障預兆期內,迅速作出正確的診斷,具有重要的意義。簡易診斷是根據設備的振動或其他狀態信息,不用昂貴的儀器,通常運用普通的測振儀,自制的聽針,通過聽、看、摸、聞等方式,判斷一般風機振動故障的原因。文中所述振動基于電廠離心式送風機、引風機和排粉機。

      1  軸承座振動
      1.1  轉子質量不平衡引起的振動
          在現場發生的風機軸承振動中,屬于轉子質量不平衡的振動占多數。造成轉子質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;葉輪強度不足造成葉輪開裂或局部變形;葉輪上零件松動或連接件不緊固。轉子不平衡引起的振動的特征:①振動值以水平方向為最大,而軸向很小,并且軸承座承力軸承處振動大于推力軸承處;②振幅隨轉數升高而增大;③振動頻率與轉速頻率相等;④振動穩定性比較好,對負荷變化不敏感;⑤空心葉片內部粘灰或個別零件未焊牢而位移時,測量的相位角值不穩定,其振動頻率為30%~50%工作轉速。

      1.2  動靜部分之間碰摩引起的振動
          如集流器出口與葉輪進口碰摩、葉輪與機殼碰摩、主軸與密封裝置之間碰摩。其振動特征:振動不穩定;振動是自激振動與轉速無關;摩擦嚴重時會發生反向渦動;

      1.3  滾動軸承異常引起的振動
          1.3.1  軸承裝配不良的振動
          如果軸頸或軸肩臺加工不良,軸頸彎曲,軸承安裝傾斜,軸承內圈裝配后造成與軸心線不重合,使軸承每轉一圈產生一次交變的軸向力作用,滾動軸承的固定圓螺母松動造成局部振動。其振動特征為:振動值以軸向為最大;振動頻率與旋轉頻率相等。
          1.3.2  滾動軸承表面損壞的振動
          滾動軸承由于制造質量差、潤滑不良、異物進入、與軸承箱的間隙不合標準等,會出現磨損、銹蝕、脫皮剝落、碎裂而造成損壞后,滾珠相互撞擊而產生的高頻沖擊振動將傳給軸承座,把加速度傳感器放在軸承座上,即可監測到高頻沖擊振動信號。這種振動穩定性很差,與負荷無關,振動的振幅在水平、垂直、軸向三個方向均有可能最大,振動的精密診斷要借助頻譜分析,運用頻譜分析可以準確判斷軸承損壞的準確位置和損壞程度,在此不加闡述。表1列出滾動軸承異,F象的檢測,可以看出各種缺陷所對應的異,F象中,振動是最普遍的現象,抓住振動監測就可以判斷出絕大多數故障,再輔以聲音、溫度、磨耗金屬的監測,以及定期測定軸承間隙,就可在早期預查出滾動軸承的一切缺陷。

      1.4  軸承座基礎剛度不夠引起的振動
          基礎灌漿不良,地腳螺栓松動,墊片松動,機座連接不牢固,都將引起劇烈的強迫共振現象。這種振動的特征:①有問題的地腳螺栓處的軸承座的振動最大,且以徑向分量最大;②振動頻率為轉速的1、3、5、7等奇數倍頻率組合,其中3倍的分量值最高為其頻域特征。

      1.5  聯軸器異常引起的振動
          聯軸器安裝不正,風機和電機軸不同心,風機與電機軸在找正時,未考慮運行時軸向位移的補償量,這些都會引起風機、電機振動。其振動特征為:①振動為不定性的,隨負荷變化劇烈,空轉時輕,滿載時大,振動穩定性較好;②軸心偏差越大,振動越大;③電機單獨運行,振動消失;④如果徑向振動大則為兩軸心線平行,軸向振動大則為兩軸心線相交。
          示例:某廠M5-29-NO19D型排粉機,轉速n=1 450 r/min,在運行中出現振動,運用普通測振儀測振情況如下:

      根據振動情況,振動在承力端的水平方向為最大,垂直及軸向較小,據此判斷很可能是葉輪不平衡引起振動,而且振幅隨轉速的升高而增長很快,轉速降低時振幅可趨近于零,再用聽針聽承力軸承聲音正常,用手摸軸承溫度正常,檢查地腳螺栓完好,軸承和基礎原因可排除,聯軸器問題也不可能。檢查葉輪發現葉輪磨損嚴重,系磨損不均勻所至,經進行動平衡試驗,在葉輪上加平衡塊重450 g后振動消除。

      2  轉子的臨界轉速引起的振動
          當轉子的轉速逐漸增加并接近風機轉子的固有振動頻率時,風機就會猛烈地振動起來,轉速低于或高于這一轉速時,就能平穩地工作。例如:①改造后的風機,由于葉輪太重,使風機軸系的臨界轉速下降到風機工作轉速附近,引起共振;②基礎剛度不足,重量不夠,其固有頻率接近旋轉頻率;③風機周圍的其他物件、管道、構筑物的共振。④調節門執行機構傳動桿的共振。其振動特征為:該物件共振處的相對振動最大;振動頻率與旋轉頻率相同或接近。

      3  風機風道振動
          這種振動是由于風道系統中氣流的壓力脈動與擾動而引起的。
      3.1  風箱渦流脈動造成的振動
          入口風箱的結構設計不合理,導致進風箱內的氣流產生劇烈的旋渦,并在風機進口集流器中得到加速和擴大,從而激發出較大的脈動壓力波。其振動特征為:壓力波常常沒有規律,振幅隨流量增加而增大。
      3.2  風道局部渦流引起的振動
          風道某些部件(彎頭、擴散管段)的設計不合理,造成氣流流態不良,在風道中出現局部渦流或氣流相互干擾、碰撞而引起氣流的壓力脈動,從而激發出噪聲和風道的振動。其振動特征:振動無規律性,振幅隨負荷的增加而增大。
      3.3  風機機殼和風道壁剛度不夠引起振動。
          剛度較弱的位置,振幅就較大。
      3.4  旋轉失速
          當氣流沖角達到臨界值附近時,氣流會離開葉片凸面,發生邊界層分離從而產生大量區域的渦流,造成風機風壓下降。旋轉失速主要發生在軸流式風機中,在離心式風機的葉輪及葉片擴壓器中,由于流量減少,同樣也會出現旋轉失速。旋轉失速引起的振動的特征:(1)振動部位常在風機的進風箱和出口風道;(2)振動多發生在進口百葉式調節擋板、后彎葉片的風機上;(3)擋板開度在0~30%時發生強烈振動,開度超過30%時降至正常值;(4)旋轉失速出現時,風機流量、壓力產生強烈的脈動。
      3.5  喘振
          具有駝峰型性能曲線的風機在不穩定區域內工作,而系統中的容量又很大時,則風機的流量、壓頭和功率會在瞬間內發生很大的周期性的波動,引起劇烈的振動和噪聲。喘振是風機性能與管道裝置耦合后振蕩特性的一種表現形式,其振幅、頻率受風機管道系統容量的支配,其流量、壓力、功率的波動又是不穩定工況區造成的。
          示例:某廠5、6號送風機(型號為G4-73-11NO25D)進風箱壁一直存在振動較大的現象,5號相對比6號小些,振幅隨負荷增加而增大,并且該爐經常缺氧燃燒,送風量不足。風機初投產時經3600管道從爐頂進風,后來上面管道拆除,改為八米處進風,在原進風圓管道與進風箱連接的方圓節側壁開孔進風。
          由于結構不太合理,進風口開孔尺寸小,并且開孔6號比5號要小很多,流動面積不足。后來在后側各開一2 500 mm×2 000 mm的孔,并將6號原開孔尺寸L1及L2加大,以加大進風量,振動減少,鍋爐缺氧燃燒解決。

      4 結束語
          風機的振動問題是很復雜的,但只要掌握各種振動的原因及基本特征,加上平時多積累經驗,就能迅速和準確判斷風機振動故障的根源所在,進而采取措施,提高風機的安全可靠性。

      本文由玻璃鋼風機專業生產廠家編輯http://www.yjbngp.icu

       
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