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          新聞中心

          電站風(fēng)機常見(jiàn)振動(dòng)故障原因分析

          更新時(shí)間:2020-02-18 11:08:49 星期二
          Abstract:

          風(fēng)機是一種將機械能轉化為氣體動(dòng)能和勢能能的動(dòng)力設備,它是火力發(fā)電廠(chǎng)不可缺少的重要輔機設備,電廠(chǎng)風(fēng)機主要有送風(fēng)機 […]

          風(fēng)機是一種將機械能轉化為氣體動(dòng)能和勢能能的動(dòng)力設備,它是火力發(fā)電廠(chǎng)不可缺少的重要輔機設備,電廠(chǎng)風(fēng)機主要有送風(fēng)機、引風(fēng)機、一次風(fēng)機、增壓風(fēng)機、磨煤機密封風(fēng)機等。在實(shí)際運行中,風(fēng)機,特別是引風(fēng)機由于運行條件惡劣,故障率較高,常導致機組非計劃停運或減負荷運行。因此,及時(shí)而有效地查明風(fēng)機運行中故障產(chǎn)生的原因,并采取得力措施予以解決,是保證機組安全穩定運行的重要舉措。

           

          葉片非工作面積灰引起風(fēng)機振動(dòng)

          這類(lèi)缺陷常見(jiàn)于鍋爐引風(fēng)機,主要表現為風(fēng)機在運行中振動(dòng)突然上升。這是因為當氣體進(jìn)入葉輪時(shí),與旋轉的葉片工作面存在一定的角度,根據流體力學(xué)原理,氣體在葉片的非工作面一定有旋渦產(chǎn)生,于是氣體中的灰粒由于旋渦作用會(huì )慢慢地沉積在非工作面上。機翼型的葉片最易積灰。當積灰達到一定的重量時(shí)由于葉輪旋轉離心力的作用將一部分大塊的積灰甩出葉輪。由于各葉片上的積灰不可能完全均勻一致,聚集或可甩走的灰塊時(shí)間不一定同步,結果因為葉片的積灰不均勻導致葉輪質(zhì)量分布不平衡,從而使風(fēng)機振動(dòng)增大。

          在這種情況下,通常只需把葉片上的積灰鏟除,葉輪又將重新達到平衡,從而減少風(fēng)機的振動(dòng)。

           

          葉片磨損引起的振動(dòng)

          磨損是風(fēng)機中最常見(jiàn)的現象,風(fēng)機在運行中振動(dòng)緩慢上升,一般是由于葉片磨損,平衡破壞后造成的。此時(shí)處理風(fēng)機振動(dòng)的問(wèn)題一般是在停運后做動(dòng)平衡。

          在實(shí)際工作中,多采用影響系數法找平衡。為了盡快找到應加的重量和位置,應根據平時(shí)的數據多總結經(jīng)驗,積極采用一次加準法加重。根據經(jīng)驗,Y4-60N028.7的風(fēng)機振動(dòng)0.10mm時(shí)不平衡重量為1200g;磨煤機密封風(fēng)機振動(dòng)0.10mm時(shí)不平衡重量20g;軸流G150/299型引風(fēng)機振動(dòng)為0.10mm時(shí)不平衡重量在2000g左右;FAF-18.5-2型送風(fēng)機振動(dòng)為0.10mm時(shí)不平衡重量只有400g左右。強調說(shuō)明:為了達到不停爐處理葉片磨損引起的振動(dòng)問(wèn)題,平時(shí)須加強對風(fēng)門(mén)擋板的維護,減少風(fēng)門(mén)擋板的漏風(fēng),在單側風(fēng)機停運時(shí)能防止熱風(fēng)從停運的風(fēng)機處漏出,以維持良好的工作環(huán)境。

           

          風(fēng)道系統振動(dòng)導致風(fēng)機的振動(dòng)

          煙、風(fēng)道的振動(dòng)通常會(huì )引起風(fēng)機的受迫振動(dòng)。這是生產(chǎn)中容易出現而又容易忽視的情況。根據相關(guān)資料介紹,煙風(fēng)道的振動(dòng)大致可分為以下幾類(lèi):

          “卡門(mén)”渦流振動(dòng):其發(fā)生在鍋爐煙道及應用管式空氣予熱器機組的送風(fēng)道中,主要特點(diǎn)是振動(dòng)頻率隨風(fēng)量的變化而變化,一般振動(dòng)頻率超過(guò)40Hz,并且伴有強烈噪音。

          “中心渦”誘導振動(dòng):其發(fā)生在軸向擋板調節的大型寬葉片離心風(fēng)機中,當進(jìn)口擋板開(kāi)度30%~60%時(shí)振動(dòng)較大,擋板滿(mǎn)開(kāi)或全關(guān)時(shí),振動(dòng)基本消失。其壓力脈動(dòng)幅值可達3500Pa,對管道危害較大,其頻率為轉速的2倍或1.5倍。目前消除該振動(dòng)的方法是加裝葉片整流器。

          旋轉失速誘導振動(dòng):它是由于風(fēng)機本身特性與管網(wǎng)阻力不匹配引起,當風(fēng)機運行在小流量區域,氣流通過(guò)葉片通道時(shí),由于葉片負面層發(fā)生分離,不能保證氣流平穩流出,產(chǎn)生旋轉失速導致壓力脈動(dòng),該壓力脈動(dòng)的幅值可達5000Pa,其頻率為風(fēng)機轉速頻率的2/3。

          風(fēng)道局部渦流誘導振動(dòng):由于煙風(fēng)道局部設計不合理,導致出現局部渦流,其頻振動(dòng)率為風(fēng)機轉速頻率,且振幅隨負荷加大而增加。

          管道結構剛度不足:這種情況下只需改變煙、風(fēng)道系統的結構或支撐剛度,即可消除振動(dòng)。

           

          不對中

          旋轉設備的中心包含了兩個(gè)中心,一是轉子與轉子之間的中心,另一方面是軸承與軸承的中心,按照現行的檢修工藝首先要調整的是軸承與軸承的中心,轉子中心一般都是軸承中心找好進(jìn)行。轉子中心要受對輪晃度、瓢偏影響以及對輪螺栓和絞孔情況的影響,測量轉子中心的方法是在冷態(tài)下未聯(lián)對輪前測量對輪的晃動(dòng)度,標明高低點(diǎn),聯(lián)接好對輪后再次測量對輪的晃動(dòng)度,如果變化太大說(shuō)明轉子中心不對,需要處理。實(shí)際上風(fēng)機的中心與聯(lián)軸器及其連接情況密切相關(guān),當聯(lián)軸器法蘭外圓與軸徑不同心、聯(lián)軸器法蘭止口或螺栓孔節圓不同心、端面飄偏、連接螺栓緊力明顯不對稱(chēng)時(shí),即使找正如何正確,當把連接螺栓擰勁后,在連接和受力情況下都會(huì )使風(fēng)機軸系不同心和不平直,還會(huì )使轉子產(chǎn)生預載荷,它對風(fēng)機的振動(dòng)影響極大。因此在風(fēng)機的檢修和檢查中拆除對輪銷(xiāo)子時(shí),一定要做好標記,不僅孔號要對,而且每根銷(xiāo)子的安裝位置亦應做好標記,回裝時(shí)按做好的標記進(jìn)行回裝。另外對于動(dòng)葉可調的軸流式送風(fēng)機,其中心除電機與風(fēng)機的機械中心外,在檢修時(shí)還應考慮液壓調節系統(液壓缸)的中心應與風(fēng)機軸系的中心相一致,在這方面我們有足夠的經(jīng)驗可總結。

           

          現場(chǎng)風(fēng)機所用軸承包括滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種形式,滑動(dòng)軸承的故障包括:間隙過(guò)大、油膜渦動(dòng)和油膜振蕩以及摩擦等,造成這些故障的原因是裝配不當、潤滑不良、負荷欠妥、長(cháng)久磨損及軸承選型不當;滾動(dòng)軸承的早期故障包括:滾子和滾道剝落、凹坑、破裂、腐蝕和雜物嵌入。產(chǎn)生的原因包括:存放、安裝不當、不對中、軸承傾斜、軸承選用不正確、潤滑不足或密封失效、負載不合適等。

           

          對于滑動(dòng)軸承的故障判斷只要測定其振動(dòng)的頻譜,并注意和其它振動(dòng)的區別,就可對振動(dòng)原因做出較為明確的判斷。但對于滾動(dòng)軸承的故障判斷還應根據軸承的型號計算出軸承各部件的特征頻率和實(shí)測頻譜相比較,才能對故障的性質(zhì)做出判斷。在現場(chǎng)實(shí)際中,只要有合適的測試儀器,對軸承是否存在故障不難做出判斷,但其故障對振動(dòng)的影響及其變化趨勢(劣化趨勢)較難界定,這就要求對存在故障的軸承要定期測定其振動(dòng)和頻譜變化情況,一般規定若相鄰兩次測試相同測點(diǎn)的振動(dòng)變化超過(guò)15um或在運行中振動(dòng)突然增大,就應停機進(jìn)行檢查或更換軸承。

           

          動(dòng)、靜部分相碰引起風(fēng)機振動(dòng)

          動(dòng)靜部分相碰的主要原因:

          葉輪和進(jìn)風(fēng)口(集流器)不在同一軸線(xiàn)上。

          運行時(shí)間長(cháng)后進(jìn)風(fēng)口損壞、變形。

          葉輪松動(dòng)使葉輪晃動(dòng)度大。

          軸與軸承松動(dòng)。

           

          軸承損壞。

           

          主軸彎曲。

          根據不同情況采取不同的處理方法。風(fēng)機振動(dòng)的原因很多,其它如連軸器中心偏差大、基礎或機座剛性不夠、原動(dòng)機振動(dòng)引起等等,有時(shí)是多方面的原因造成的結果。實(shí)際工作中應通過(guò)數據分析,掌握設備的狀態(tài),摸清設備劣化的規律,出現問(wèn)題就能有的放矢地采取相應措施解決。

           

          軸承溫度高

          風(fēng)機軸承溫度異常升高的原因有三類(lèi):潤滑不良、冷卻不夠、軸承異常。離心式風(fēng)機軸承置于風(fēng)機外,若是由于軸承疲勞磨損出現脫皮、麻坑、間隙增大引起的溫度升高,一般可以通過(guò)聽(tīng)軸承聲音和測量振動(dòng)等方法來(lái)判斷,如是潤滑不良、冷卻不夠的原因則是較容易判斷的。而軸流風(fēng)機的軸承集中于軸承箱內,置于進(jìn)氣室下方,當發(fā)生軸承溫度高時(shí),由于風(fēng)機在運行,很難判斷是軸承有問(wèn)題還是潤滑、冷卻的問(wèn)題。實(shí)際工作中應先從以下幾個(gè)方面解決問(wèn)題:

          加油是否恰當(采用潤滑脂的滾動(dòng)軸承的裝油量,對于低速機械一般不大于整個(gè)軸承室容積的2/3,對于1500r/min以上的機械一般不大于整個(gè)軸承室容積的1/2)。應當按照定期工作的要求給軸承箱加油。軸承加油后有時(shí)會(huì )出現溫度高的情況,主要是加油過(guò)多。這時(shí)現象為溫度持續不斷上升,到達某點(diǎn)后(一般在比正常運行溫度高10℃~15℃左右)就會(huì )維持不變,然后會(huì )逐漸下降。

          冷卻風(fēng)量不足。引風(fēng)機處的煙溫在120℃~140℃,軸承箱如果沒(méi)有有效的冷卻,軸承溫度會(huì )升高。

           

          確認不存在上述問(wèn)題后再檢查軸承。

          旋轉失速是氣流沖角達到臨界值附近時(shí),氣流會(huì )離開(kāi)葉片凸面,發(fā)生邊界層分離從而產(chǎn)生大量區域的渦流造成風(fēng)機風(fēng)壓下降的現象。喘振是由于風(fēng)機處在不穩定的工作區運行出現流量、風(fēng)壓大幅度波動(dòng)的現象。這兩種不正常工況是不同的,但是它們又有一定的關(guān)系。風(fēng)機在喘振時(shí)一般會(huì )產(chǎn)生旋轉氣流,但旋轉失速的發(fā)生只決定于葉輪本身結構性能、氣流情況等因素,與風(fēng)煙道系統的容量和形狀無(wú)關(guān),喘振則與風(fēng)機本身與風(fēng)煙道都有關(guān)系。旋轉失速用失速探針來(lái)檢測,喘振用U型管取樣,兩者都是壓差信號驅動(dòng)壓差開(kāi)關(guān)報警或跳機。但在實(shí)際運行中有兩種原因是壓差開(kāi)關(guān)容易出現誤動(dòng)作:

           

          煙氣中的灰塵堵塞失速探針的測量孔和U型管容易堵塞;

          現場(chǎng)振動(dòng)大。保護的可靠性較差。由于風(fēng)機發(fā)生旋轉失速和喘振時(shí),爐膛風(fēng)壓和風(fēng)機振動(dòng)都會(huì )發(fā)生較大變化;通常在風(fēng)機調試時(shí)通過(guò)動(dòng)葉安裝角度的改變使風(fēng)機正常工作點(diǎn)遠離風(fēng)機的不穩定區,隨著(zhù)目前風(fēng)機設計制造水平的提高,可以將風(fēng)機跳閘保護中喘振保護取消,改為“發(fā)訊”,當出現旋轉失速或喘振信號后運行人員通過(guò)調節動(dòng)葉開(kāi)度使風(fēng)機脫離旋轉脫流區或喘振區而保持風(fēng)機持續穩定運行,從而減少風(fēng)機的意外停運。

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