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摘要:本文根據我公司多台锅炉引风机运行时振动大,影响风机的安全运行,针对风机故障进行原因查找排查、分析以及判断,最终使风机振动值达到合格范围内,实现锅炉的稳定运行。
关键词:风机振动值超标、振动原因分析、静平衡、三圆振幅法
1、背景阐述
我公司自运行以来锅炉多台风机振动加大,甚至严重超标,其中4#引风机水平振副值甚至达到了2.3mm,造成锅炉一直处于停运检修状态。引风机是电厂机组中的重要设备,其运行情况决定了锅炉的稳定运行。因此必须尽快消除风机振动超标的问题。我们将对运行的数据进行分析及现场测验,逐一用排除法查找引起振动的原因。
2、风机情况及振动原因分析
我公司共有6台引风机,风机负荷在70%左右投入试车运行以来。平均运行时间2880h左右。开始风机运行正常,两个月后其中2#、3#、4#、5#等4台引风机振动值逐渐增加并超标。因为处理方法基本相同,本文就以振动值最大的4#引风机来展开解析。
2.1、引风机的性能参数
4#引风机2014年4月开车时水平振幅达到了2.30mm,垂直振幅达到0.4mm,大大的超过了小于1000r/min的转动设备要求的双向振幅0.08mm以下。
2.2、振动及原因分析
风机振动产生的原因一般有以下几种情况:
(1)垫铁组不足,连接螺栓松动;(2)中心对中偏差过大;(3)轴承磨损严重、间歇大;(4)基础刚度不足;(5)叶轮不平衡,动静平衡不合格;(6)风道布置影响。
现场检修时,我们依次进行了检查轴承间隙、联轴器找正、增加垫铁组及紧固螺栓、清理积灰、做静平衡等处理措施。振动值测得如下表所示:
依据表二处理测试分析认为可能是叶轮积灰或者腐蚀造成的不平衡引起的振动。由于锅炉烟气是进入脱硫塔内部,而脱硫塔内负压很小,1#、3#炉引风机出来的正压烟气会从不能完全密封的出口挡板反窜进入2#锅炉风机壳内,烟气里含有大量的水蒸气、二氧化硫及氮氧化物,在2#炉引风机壳内形成死角遇冷后变成酸性雾化水在叶轮聚集,在长时间停炉的时间内,其液体必然会对风机叶轮造成腐蚀。
现场的情况也证实了这一点,地上很多红色液体滴出来,经检测为硫酸铁溶液,叶轮上也有少部分积垢物堆积。因此可以初步判断引起振动的原因为叶轮不平衡。
2.3、清除积垢及做静平衡
因为风机振动较大,不能频繁启动风机,所以现场除了清除叶轮的积灰外,还进行了静平衡试验:拆开联轴器,松开油档,松开轴承座及端盖,关闭进出口风门,以两个轴承作为支点,进行盘车。把叶轮四等分做好标记,逆时针依次盘车90度。如图1所示,如果逆时针旋转,说明B点方向轻D点方向重;如果顺时针旋转,说明B点方向重D点方向轻。在轻一边的方向挂上配重在依次做实验,按照此方法最终要达到无论盘车到何位置静止时,叶轮都不会自动旋转。
我们按照静平衡的方法最终在D偏C向30°位置增加2.0kg配重、A向偏D向45°增加1.7kg配重后初步达到了静平衡的要求。试车运行后轴承振幅也明显的改善,水平振动由1.6mm大幅下降到0.26mm,轴向振动由0.28mm降为0.09mm。这也证实了我们当初的判断,也坚定了我们下一步做动平衡决心。
2.4、现场做动平衡
上一步初步调整了叶轮静平衡的质量分布,但是还不精确还要更精确的动平衡试验,我们采用的是三圆振幅法做动平衡,三圆法的优势在于不需要精确的测量不平衡矢量的相位角,对测量仪表的配置要求低。不测相位角,只测最大振幅值,适合很多缺乏精密仪器找动平衡的场合。
2.4.1、现场动平衡的操作步骤
(1)首先测出原始的水平振幅值X0(以最大值为准);
(2)把叶轮分为三等分,顺时针标记出用A点、B点、C点;
(3)先在A点试加150-180g配重,焊在A点;试运行风机,测得水平振动值Xa;
(4)把A点试重块磨下,焊在B点位置,试运行风机,测得水平振动值为Xb;
(5)把B点试重块磨下,焊在C点位置,试运行风机,测得水平振动值为Xc
(6)在图纸上以X0(原始值)为半径画圆,把此圆三等分,分别标出A、B、C,在A点以A为圆心,以Xa为半径画圆;依次画出圆B、圆C;如右图所示:
(7)标出圆A、B、C的交集区域M,画出区域M的重心O′;画O-O′延长至圆O,此方向点即为配重增加点;
(8)增加的配重量按以下公式可以求得:
经过计算,得出A偏向C点40°需要增加390g的重量,减去焊条的质量,我们增加了380g的重量。焊接牢固后试车运行,水平振动值由0.26降为0.054mm。已经达到要求的0.08mm以内。
结束语
综上所述,因为有了4#引风机的经验,其他三台风机采用了以上方法,效果明显,振动值都达到了规范要求。这次锅炉引风机的振动故障,我们进行了正确的测试和试验,采用排除推论,抓住了引起振动的主要因素,有效和较快的消除了故障。保障了风机安全运行,减少不必要的经济损失,同时也积累了宝贵的经验,在以后的工作中时做到有的放矢。但是转动设备的振动多种多样,具体情况具体分析,消除设备的不安全状态。
参考文献
[1]王超群.“三点作图法”找动平衡在锅炉引风机叶轮上的应用[J].通用机械,2018(12):54-57.
昆明三峰再生能源发电有限公司 云南 昆明 650211
关键词:风机振动值超标、振动原因分析、静平衡、三圆振幅法
1、背景阐述
我公司自运行以来锅炉多台风机振动加大,甚至严重超标,其中4#引风机水平振副值甚至达到了2.3mm,造成锅炉一直处于停运检修状态。引风机是电厂机组中的重要设备,其运行情况决定了锅炉的稳定运行。因此必须尽快消除风机振动超标的问题。我们将对运行的数据进行分析及现场测验,逐一用排除法查找引起振动的原因。
2、风机情况及振动原因分析
我公司共有6台引风机,风机负荷在70%左右投入试车运行以来。平均运行时间2880h左右。开始风机运行正常,两个月后其中2#、3#、4#、5#等4台引风机振动值逐渐增加并超标。因为处理方法基本相同,本文就以振动值最大的4#引风机来展开解析。
2.1、引风机的性能参数
4#引风机2014年4月开车时水平振幅达到了2.30mm,垂直振幅达到0.4mm,大大的超过了小于1000r/min的转动设备要求的双向振幅0.08mm以下。
2.2、振动及原因分析
风机振动产生的原因一般有以下几种情况:
(1)垫铁组不足,连接螺栓松动;(2)中心对中偏差过大;(3)轴承磨损严重、间歇大;(4)基础刚度不足;(5)叶轮不平衡,动静平衡不合格;(6)风道布置影响。
现场检修时,我们依次进行了检查轴承间隙、联轴器找正、增加垫铁组及紧固螺栓、清理积灰、做静平衡等处理措施。振动值测得如下表所示:
依据表二处理测试分析认为可能是叶轮积灰或者腐蚀造成的不平衡引起的振动。由于锅炉烟气是进入脱硫塔内部,而脱硫塔内负压很小,1#、3#炉引风机出来的正压烟气会从不能完全密封的出口挡板反窜进入2#锅炉风机壳内,烟气里含有大量的水蒸气、二氧化硫及氮氧化物,在2#炉引风机壳内形成死角遇冷后变成酸性雾化水在叶轮聚集,在长时间停炉的时间内,其液体必然会对风机叶轮造成腐蚀。
现场的情况也证实了这一点,地上很多红色液体滴出来,经检测为硫酸铁溶液,叶轮上也有少部分积垢物堆积。因此可以初步判断引起振动的原因为叶轮不平衡。
2.3、清除积垢及做静平衡
因为风机振动较大,不能频繁启动风机,所以现场除了清除叶轮的积灰外,还进行了静平衡试验:拆开联轴器,松开油档,松开轴承座及端盖,关闭进出口风门,以两个轴承作为支点,进行盘车。把叶轮四等分做好标记,逆时针依次盘车90度。如图1所示,如果逆时针旋转,说明B点方向轻D点方向重;如果顺时针旋转,说明B点方向重D点方向轻。在轻一边的方向挂上配重在依次做实验,按照此方法最终要达到无论盘车到何位置静止时,叶轮都不会自动旋转。
我们按照静平衡的方法最终在D偏C向30°位置增加2.0kg配重、A向偏D向45°增加1.7kg配重后初步达到了静平衡的要求。试车运行后轴承振幅也明显的改善,水平振动由1.6mm大幅下降到0.26mm,轴向振动由0.28mm降为0.09mm。这也证实了我们当初的判断,也坚定了我们下一步做动平衡决心。
2.4、现场做动平衡
上一步初步调整了叶轮静平衡的质量分布,但是还不精确还要更精确的动平衡试验,我们采用的是三圆振幅法做动平衡,三圆法的优势在于不需要精确的测量不平衡矢量的相位角,对测量仪表的配置要求低。不测相位角,只测最大振幅值,适合很多缺乏精密仪器找动平衡的场合。
2.4.1、现场动平衡的操作步骤
(1)首先测出原始的水平振幅值X0(以最大值为准);
(2)把叶轮分为三等分,顺时针标记出用A点、B点、C点;
(3)先在A点试加150-180g配重,焊在A点;试运行风机,测得水平振动值Xa;
(4)把A点试重块磨下,焊在B点位置,试运行风机,测得水平振动值为Xb;
(5)把B点试重块磨下,焊在C点位置,试运行风机,测得水平振动值为Xc
(6)在图纸上以X0(原始值)为半径画圆,把此圆三等分,分别标出A、B、C,在A点以A为圆心,以Xa为半径画圆;依次画出圆B、圆C;如右图所示:
(7)标出圆A、B、C的交集区域M,画出区域M的重心O′;画O-O′延长至圆O,此方向点即为配重增加点;
(8)增加的配重量按以下公式可以求得:
经过计算,得出A偏向C点40°需要增加390g的重量,减去焊条的质量,我们增加了380g的重量。焊接牢固后试车运行,水平振动值由0.26降为0.054mm。已经达到要求的0.08mm以内。
结束语
综上所述,因为有了4#引风机的经验,其他三台风机采用了以上方法,效果明显,振动值都达到了规范要求。这次锅炉引风机的振动故障,我们进行了正确的测试和试验,采用排除推论,抓住了引起振动的主要因素,有效和较快的消除了故障。保障了风机安全运行,减少不必要的经济损失,同时也积累了宝贵的经验,在以后的工作中时做到有的放矢。但是转动设备的振动多种多样,具体情况具体分析,消除设备的不安全状态。
参考文献
[1]王超群.“三点作图法”找动平衡在锅炉引风机叶轮上的应用[J].通用机械,2018(12):54-57.
昆明三峰再生能源发电有限公司 云南 昆明 650211