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瑞典MainttechCXM振动分析仪应用于某大型轴流风机振动检测及校正服务

某企业大型静叶可调轴流式引风机。该风机自投运以来,因振动超标等问题采取过一些措施,但风机振动特性仍表现在空载或低负荷运行时振动小,在高负荷、满负荷时振动增大现象,且多次被迫降负荷或停风机处理,振动威胁着机组**经济运行。其现场负责人经过朋友介绍,咨询到我司技术部门,我司相关技术通过电话大详细询问了现场的相关情况,认为先前的解决方式应该是存在问题的,于是决定先去客户现场了解设备的环境与状况。并且向客户承诺:解决不了问题,不收取任何费用。

过程分析相关情况

(1)引风机振动, 一般来说其振动源应该来自风机本身,如转动部件材料的不均匀性;制造加工误差产生的转子质量不平衡;安装、检修质量**;锅炉负荷变化时引风机运行渊整**;转子磨损或损坏,前、后导叶磨损、变形;进出口挡板开度调节不到位,轴承及轴承座故障等,都可使引风机在很小的干扰力作用下产生振动。

但由于采取了一系列相应的处理措施,如风机叶轮和后导叶进行了防磨处理,轴承使用进口产品,轴承箱与芯筒端扳的连接高强螺栓采取了防松措施,对芯筒的支承固定进行了改进,还增加了拉筋;严格检修工艺质量.增加引风机运行振动监测装置等,解决了一些实际问题,风机低负荷运行良好,但高负荷振动增大现象仍末能解决。

(2)该风机在冷态下启动升至工作转速和低负荷时振动小,说明随转速变化由转子质量不平衡引起振动的问题影响不大,从风机振动频谱分析看出风机振动主要是基频振动,可以排除旋转失速,喘、振等影响。

(3)用锤击测量风机叶片的自振频率,该风机工作频率(叶片防磨后)为16.5 Hz,叶片一阶频率已大于K=7.故对**类激振力是**的;该风机进口导叶24片,**类激振力频率为16.5×24= 396Hz,但频谱分析中,未发现有400Hz左有的频率,可以认为**类激振力对叶片振动和风机振动的影响小大。

(4)风机振动主要是高负荷或满负荷振动增大,且振动不稳,出现波动或周期性振动。

①振动不稳可能与锅炉燃烧调整、烟气流速、两台井联运行风机的流量分配等有关,同时也反映了风机支承刚度差、可能有局部松动等问题。

②从风机运行承力情况看,高负荷时,风机出力增大,根据作用力与反作用力原理,结果使支承转子的作用力增大和风机支承基础负荷增大,如果风机支承基础刚度或相关连接刚度不足,其承载抗扰性能就差。风机振动尽管振源来自风机本身,由于风机结构特点,牵载或低负荷存在振动,但没超标;当风机支承刚度不足又在高负荷运行时,会使风机原存在但没超标的振动提供放大振动的条件,出现上述高负荷振动增大特征,故分析认为风机高负荷振动增大由支承刚度不足引起。

振动测试过程

风机钢支架下为混凝土基础支承,有关结构如图1所示。图中A、B、c三组支承,每组左右各1个。

为了更进一步判断振动与风机支承刚度不足的关系,2000年11月在机组发电荷240Mw运行情况下,用测振仪对该风机在其出口靠后导叶部位沿机壳圆周方向和风机支架基础进行振动测量,其结果分别示于图2和图1(注:图中长度单位mm,振动测量单位um)。

我司技术人员进行现场振动测试采用的仪器是瑞典Mainttech品牌的CXM**振动分析平衡仪,其强大的振动分析频谱功能和动平衡校正模块,使得现场振动测试更加方便快捷!

振动分析

由图2可以看出引风机各个位置径向和轴向的振动差别较大,水平位置的径向振动分别为226um和230um,垂直方向振动分别为26um和12um,相差10—20倍,由此可判断风机横向支承刚度较差。陔风机外壳经左右两侧钢扳支承后分别座落在两个水泥基座上,沿轴向共有3组支承,中间支承组在出口后导叶处,是引风机轴承组及转子叶轮等的主要受力支承,为主要研究对象。由图1中间支承看出,外壳水平振动为247um,支架处振动123um,下部83um,水泥座下部振动77 um.中部48um.下部22 um.从振动衰减特性看抗振性能较差。B水泥座高l 520 mm,厚700mm,虽风机钢板支承为下部横向加强,但因水泥支座较高相对单薄,横向刚度较差。前面分析高负荷风机出力增大时,其转子惯性力、轴承及基础支承力增大,引起风机振动的扰动力也会相应增大,当基础支承横向刚度差时,抗扰动性弱,此时就会明显显出风机振动增大现象,这与检测结果是一致的。

结论以及处理方法

由以上分析、故障处理经验和现场检测证明风机支承刚度不足是风机高负荷振动的主要原因。 

振动处理:

(1)考虑到风机各支承组受力情况,烟气经过引风机获得能量后,困流体的冲击扰动作用,在引风机A、B、C三组支承中,A支承主要承受风机重力,B、C支承除受风机重力外,还要承受风机运转时产生的动负荷,所以B、C支承的刚度不足对其振动影响大,故在加强B、c基础钢架情况下,主要加强B、c水泥支承刚度。为了加强支承,同时兼顾检修维护空间,又整齐美观,于是将B、c水泥支承各组的内侧从地面0 mm向上沿支承700 mm打毛,0mm向下一300mm打至基建时的一次浇铸面并凿毛,然后按C20砼标准充实加固,如图3所示阴影部分为新加基础。

机组停运扩大性小修中进行了上述处理后开机,负荷从0升至满负荷300 MW的过程中,在180,240,270,300 MW各工况沿风机后导叶圆周外壳多次现场检测,其测振结果良好,得到了客户的高度认可!

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