王紹正

摘要:隨著科技的進(jìn)步,火力發(fā)電廠的單機(jī)裝機(jī)容量也越來越大,而引風(fēng)機(jī)作為火力發(fā)電廠不可缺少的一部分,其運(yùn)行狀況的好壞直接關(guān)系到火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。文章對造成火力發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)振動故障的原因及其基本特征進(jìn)行了分析,介紹了如何運(yùn)用這些振動故障的基本特征對引風(fēng)機(jī)常見振動故障進(jìn)行簡易診斷,判斷振動故障產(chǎn)生的根源。

關(guān)鍵詞:引風(fēng)機(jī)振動;故障分析;煙風(fēng)道;機(jī)組振動

中圖分類號:TH432文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)20-0192-02

引風(fēng)機(jī)是一種將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為輸送氣體、給予氣體能量的機(jī)械,它是火力發(fā)電廠中不可少的機(jī)械設(shè)備。在火力發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行中,引風(fēng)機(jī)由于運(yùn)行條件比較惡劣,發(fā)生故障率較高,特別是引風(fēng)機(jī)的振動是一類對生產(chǎn)和運(yùn)行產(chǎn)生很大影響的故障。一方面振動故障的診斷比較復(fù)雜,處理時(shí)間也比較長;另一方面振動故障一旦發(fā)生并釀成事故,所造成的影響和后果是十分嚴(yán)重的。

隨著火力發(fā)電廠的不斷發(fā)展,對引風(fēng)機(jī)性能要求也在提高,引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)也在不斷提高,所以出現(xiàn)的振動故障也越來越復(fù)雜,這就要求我們利用先進(jìn)的檢測、診斷儀器,采取科學(xué)有效的技術(shù)方法分析造成機(jī)組振動的原因,并制定行之有效的處理方法。

一、振動原因分析

(一)葉輪不平衡引起的振動

葉輪在使用中產(chǎn)生不平衡的原因可簡要分為兩種:葉輪的磨損和葉輪的結(jié)垢。造成這兩種情況和引風(fēng)機(jī)前接的除塵裝置有關(guān),這在平時(shí)的工作中深有體會,開灤林西電廠2#、3#、4#鍋爐采用的電除塵為干法除塵裝置引起的葉輪不平衡的原因以磨損為主,而1#鍋爐采用的文丘里水膜除塵為濕法除塵裝置影響葉輪不平衡的原因以結(jié)垢為主。

1.引風(fēng)機(jī)葉輪磨損及處理對策。干式除塵裝置雖然可以除掉煙氣中絕大部分顆粒的粉塵,但少量大顆粒和許多微小的粉塵顆粒隨同高溫、高速的煙氣一起通過引風(fēng)機(jī),使葉片遭受連續(xù)不斷地沖刷。長此以往,在葉片出口處形成刀刃狀磨損。由于這種磨損是不規(guī)則的,因此造成了葉輪的不平衡。此外,葉輪表面在高溫下很容易氧化,生成厚厚的氧化皮。這些氧化皮與葉輪表面的結(jié)合力并不是均勻的,某些氧化皮受振動或離心力的作用會自動脫落,這也是造成葉輪不平衡的一個(gè)原因。

2.引風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)垢及處理對策。經(jīng)濕法除塵裝置(文丘里水膜除塵器)凈化過的煙氣濕度很大,未除凈的粉塵顆粒雖然很小,但粘度很大。當(dāng)它們通過引風(fēng)機(jī)時(shí),在氣體渦流的作用下會被吸附在葉片非工作面上,特別在非工作面的進(jìn)口處與出口處形成比較嚴(yán)重的粉塵結(jié)垢,并且逐漸增厚。當(dāng)部分灰垢在離心力和振動的共同作用下脫落時(shí),葉輪的平衡遭到破壞,整個(gè)引風(fēng)機(jī)都會產(chǎn)生振動。

解決葉輪結(jié)垢的方法很多,其中有噴水除垢方法,將噴水系統(tǒng)裝在引風(fēng)機(jī)的機(jī)殼上,利用沖灰水即可對葉輪除垢,但這種方法每次停機(jī)除垢的時(shí)間較長,且除垢頻繁,影響引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行;高壓氣體除垢,該系統(tǒng)采用與噴水系統(tǒng)相似的結(jié)構(gòu),這種裝置對葉片的除垢是快速有效的,它可以在引風(fēng)機(jī)正常停機(jī)的間隙,開啟高壓氣源,僅用數(shù)十秒的時(shí)間即可完成除垢,由于操作簡單方便,一天可以進(jìn)行許多次,不但解決了人工除垢費(fèi)力、費(fèi)時(shí)的問題,還明顯降低了整個(gè)機(jī)組的生產(chǎn)成本,但此方法需要有高壓氣源。

在實(shí)際工作中,我們總結(jié)經(jīng)驗(yàn),熟練地掌握了一套用三點(diǎn)法找動平衡的方法,為了能盡快的找到應(yīng)加配重的重量和位置,應(yīng)根據(jù)平時(shí)的數(shù)據(jù)多總結(jié)經(jīng)驗(yàn),依風(fēng)機(jī)的振幅情況估計(jì)出試加重量。

(二)煙、風(fēng)道系統(tǒng)振動導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)的振動

這種振動是由于煙、風(fēng)道系統(tǒng)中氣流的壓力脈動與擾動而引起的。煙、風(fēng)道的振動通常會引起引風(fēng)機(jī)的受迫振動。風(fēng)箱、風(fēng)道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,煙道固定支架的開裂、滑動、卡澀,煙道密封破損等都是引起煙道振動的原因,從而導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)的受迫振動,這一點(diǎn)在日常工作中往往會被我們忽視。

我們在實(shí)際工作中需總結(jié)經(jīng)驗(yàn),運(yùn)行人員要勤巡查,密切注意引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)是避免由煙、風(fēng)道振動引起引風(fēng)機(jī)振動行之有效的方法。

(三)滾動軸承、聯(lián)軸器異常及動靜部分碰磨引起的振動

主要包括:軸承裝配不良的振動;滾動軸承表面損壞的振動;聯(lián)軸器異常引起的振動;動靜部分之間碰磨引起的振動。

(四)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速引起的振動

當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速逐漸增加并接近風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的固有振動頻率時(shí),風(fēng)機(jī)就會猛烈地振動起來,發(fā)生共振,轉(zhuǎn)速低于或高于這一轉(zhuǎn)速時(shí),就能平穩(wěn)地工作,所以我們在工作中,特別是在引風(fēng)機(jī)大小修后,要注意避免轉(zhuǎn)子的固有振動頻率與工作旋轉(zhuǎn)頻率相同或接近。

二、引風(fēng)機(jī)的振動分析工具

(一)系統(tǒng)定位

本系統(tǒng)提供高質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動監(jiān)測功能,發(fā)揮以下重要作用:及早發(fā)現(xiàn)故障隱患,提高設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。分析和評價(jià)設(shè)備狀態(tài),為設(shè)備的管理和狀態(tài)維修提供決策依據(jù)。

(二)基本功能

1.振動監(jiān)測及診斷系統(tǒng)功能。(1)時(shí)域分析:包括時(shí)域波形分析、軸心軌跡分析等;(2)通過FFT將時(shí)域信號變換到頻域信號,得到功率譜、幅值譜以及相位譜;(3)對機(jī)組升、降速瞬態(tài)的振動數(shù)據(jù),除存儲振動向量外,還存儲振動動態(tài)波形數(shù)據(jù),能繪制波形圖、頻譜圖、軸心軌跡圖、三維頻譜圖、波特圖等;(4)能進(jìn)行各種振動特征分析,如機(jī)組升、降速數(shù)據(jù)分析、日常運(yùn)行數(shù)據(jù)分析等。

2.監(jiān)測與診斷。本系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程監(jiān)測功能。有權(quán)限的用戶可以在電廠局域網(wǎng)內(nèi),通過Web方式進(jìn)入振動分析系統(tǒng),分析設(shè)備振動情況。

3.數(shù)據(jù)來源。將振動數(shù)據(jù)和啟停數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式寫成二進(jìn)制文件,然后啟動數(shù)據(jù)導(dǎo)入程序?qū)⑵鋵?dǎo)入到振動分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。

(三)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)軟件統(tǒng)一管理引風(fēng)機(jī)的振動分析功能,并預(yù)留其他設(shè)備的振動分析標(biāo)準(zhǔn)界面和數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能。

三、引風(fēng)機(jī)振動處理

由于引風(fēng)機(jī)的振動對機(jī)器整體安全運(yùn)行帶來較大影響,在對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的同時(shí),必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場動平衡處理。

(一)國外研究開發(fā)水平和發(fā)展趨勢

1982年,A.B.Pallozzol和Gunter提出了用計(jì)算方法求轉(zhuǎn)子不平衡量的分布及大小,根據(jù)模態(tài)質(zhì)量、振型及振型圓特征來識別不平衡量。同年德國的P.Grieka也提出一種無需試運(yùn)行的模態(tài)平衡法,與前者相似,需要先算出轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的模態(tài)質(zhì)量及振型,但實(shí)際上由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜,支承特性難以識別準(zhǔn)確,影響了模態(tài)質(zhì)量及振型的計(jì)算精確度,因而,以上方法僅屬于理論探討,無法實(shí)際應(yīng)用。隨后十余年來,相繼有一些學(xué)者進(jìn)行了更深入的研究,但實(shí)質(zhì)上也只是對最初方法的修正。

(二)國內(nèi)常用動平衡方法簡介

國內(nèi)對動平衡問題已做過許多研究,形成了一些理論上較為成熟的方法,如影響系數(shù)法和振型分離法。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)會出現(xiàn)許多問題,如測算的影響系數(shù)可信度低、多階振動模態(tài)相互耦合等?，F(xiàn)場工程師們進(jìn)行實(shí)際平衡時(shí),一般先按某種方法平衡一次,如果發(fā)現(xiàn)振動仍未達(dá)到要求,則根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整平衡重量。這一方面使得平衡結(jié)果很大程度上受制于個(gè)人經(jīng)驗(yàn),另一方面也使得這種調(diào)整帶有一定的盲目性,結(jié)果是增加了平衡過程中的啟停次數(shù)。

四、結(jié)語

火力發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)的振動問題是很復(fù)雜的,但只要掌握各種振動的原因和基本特征,加上在平時(shí)工作中多積累經(jīng)驗(yàn),就能迅速和準(zhǔn)確地判斷引風(fēng)機(jī)振動故障的根源所在,進(jìn)而采取有效的措施,提高引風(fēng)機(jī)在火力發(fā)電中的安全可靠性。

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