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（哈爾濱空調(diào)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

電站直接空冷系統(tǒng)風(fēng)機(jī)組振動(dòng)的原因主要是由于風(fēng)機(jī)橋振動(dòng)而導(dǎo)致,本文將通過(guò)實(shí)測(cè)的方式，分析引起風(fēng)機(jī)橋振動(dòng)的各重要因素，并對(duì)此提出改善方案,希望能夠?qū)﹄娬局苯涌绽湎到y(tǒng)的設(shè)計(jì)及風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)橋振動(dòng)的改善有所幫助。

1直接空冷系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)介

直接空冷系統(tǒng)主要由主排汽管道、蒸汽分配管道、翅片管換熱器、支撐結(jié)構(gòu)和平臺(tái)、風(fēng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)裝置、抽真空系統(tǒng)、排水和凝結(jié)水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和儀表等部分組成。直接空冷系統(tǒng)所采用的風(fēng)機(jī)一般均為大直徑風(fēng)機(jī)，每個(gè)風(fēng)機(jī)單元主要由風(fēng)機(jī)、電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和風(fēng)機(jī)橋架等組成，并配有防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。風(fēng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)，對(duì)振動(dòng)的研究分析，有利于對(duì)承重結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估，并能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)隔振器提供可靠的資料。圖1為風(fēng)機(jī)單元的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

2引起振動(dòng)的原因

引起直接空冷系統(tǒng)風(fēng)機(jī)組振動(dòng)的原因主要有以下幾方面：

（1）風(fēng)機(jī)單元中電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的不平衡，其引發(fā)的振動(dòng)具有較強(qiáng)的規(guī)律性，振動(dòng)頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)相同；（2）傳動(dòng)軸系的振動(dòng)，主要包括扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、橫向振動(dòng)和縱向振動(dòng)；（3）風(fēng)機(jī)系統(tǒng)擾動(dòng)；（4）風(fēng)機(jī)橋自振頻率。

3風(fēng)機(jī)組振動(dòng)實(shí)測(cè)、分析及減振措施

3.1 風(fēng)機(jī)組振動(dòng)實(shí)測(cè)

圖1 風(fēng)機(jī)單元簡(jiǎn)圖

圖2 風(fēng)機(jī)單元實(shí)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置

圖3風(fēng)機(jī)組的振動(dòng)實(shí)測(cè)值

圖2 為進(jìn)行實(shí)測(cè)的風(fēng)機(jī)單元實(shí)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置（該實(shí)測(cè)風(fēng)機(jī)單元風(fēng)機(jī)葉片數(shù)為5），電站的直接空冷風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，其安裝順序從上往下依次為：電機(jī)、減速機(jī)、風(fēng)機(jī)軸、扇葉，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安裝在風(fēng)機(jī)橋架上。

使用手持式測(cè)振儀對(duì)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)速度、振幅以及振動(dòng)加速度做實(shí)測(cè)，使用平衡儀對(duì)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)頻率做實(shí)測(cè)，得到如下圖3的數(shù)值。

圖 3實(shí)測(cè)結(jié)果表明：（1）風(fēng)機(jī)組主振動(dòng)對(duì)應(yīng)的頻率（又稱通過(guò)頻率）約為5（風(fēng)機(jī)葉片數(shù)）倍的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率；（2）測(cè)點(diǎn)①風(fēng)機(jī)橋振幅滿足JB/T8689-1998風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)限值的要求；（3）電動(dòng)機(jī)振幅較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)GB 10068．2-1988 的要求。

3.2 振動(dòng)分析和減振措施

3.2.1 風(fēng)機(jī)橋自振頻率的對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)的影響及改進(jìn)措施。風(fēng)機(jī)組各轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的通過(guò)頻率見(jiàn)圖4。

風(fēng)機(jī)橋結(jié)構(gòu)自振頻率值見(jiàn)圖五。

由圖4和圖5可以看出，風(fēng)機(jī)橋第1階次的自振頻率為7.0359Hz，與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為83r/min時(shí)的通過(guò)頻率幾乎相等，并且與93r/min轉(zhuǎn)速時(shí)的通過(guò)頻率相差也不是很大。風(fēng)機(jī)組在轉(zhuǎn)速為73-115r/min運(yùn)行時(shí)，與風(fēng)機(jī)橋會(huì)存在共振，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)組振動(dòng)。為改變風(fēng)機(jī)橋結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，使風(fēng)機(jī)橋的自振頻率避開風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的通過(guò)頻率，可在風(fēng)機(jī)橋水平面加設(shè)4根鋼管，以增加風(fēng)機(jī)橋的水平支撐。風(fēng)機(jī)橋增加側(cè)向水平支撐后自振頻率如下圖6所示。

數(shù)據(jù)顯示，增加水平支撐后風(fēng)機(jī)橋第l階次的自振頻率為14.007HZ，比風(fēng)機(jī)組通過(guò)頻率大兩倍左右，有效避開了風(fēng)機(jī)組的通過(guò)頻率，降低風(fēng)機(jī)振動(dòng)。

3.2.2 風(fēng)機(jī)組擾力的影響及改正措施

引起風(fēng)機(jī)橋振動(dòng)的擾力源主要有：電機(jī)、風(fēng)機(jī)軸的偏心、風(fēng)機(jī)葉片平面外振動(dòng)等。根據(jù)風(fēng)機(jī)組振動(dòng)的實(shí)測(cè)結(jié)果，風(fēng)機(jī)組主振動(dòng)為低頻振動(dòng)，其大小約等于風(fēng)機(jī)運(yùn)行的通過(guò)頻率，因此，風(fēng)機(jī)組由于擾力影響的減振分析僅考慮風(fēng)機(jī)引起的低頻振動(dòng)。

在增加水平支撐的基礎(chǔ)上，將非對(duì)稱的5葉片風(fēng)機(jī)改為3組兩兩對(duì)稱的6葉片風(fēng)機(jī)，之后對(duì)風(fēng)機(jī)組的振動(dòng)進(jìn)行再一次實(shí)測(cè)。下圖七為增加水平支撐后風(fēng)機(jī)組的振動(dòng)實(shí)測(cè)值，圖八為由5葉片變?yōu)?葉片風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)組振動(dòng)實(shí)測(cè)值；

圖中α1為增加水平支撐后各測(cè)點(diǎn)的振幅與增加水平支撐前各測(cè)點(diǎn)振幅（圖三）的比值。

圖4 不同運(yùn)行工況下風(fēng)機(jī)組的通過(guò)頻率

圖5 風(fēng)機(jī)橋自振頻率

圖6 增加水平支撐后風(fēng)機(jī)橋的自振頻率

圖86 葉片風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)組振動(dòng)實(shí)測(cè)值

圖中α2為6葉片風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)測(cè)點(diǎn)振幅與5葉片風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)測(cè)點(diǎn)振幅（圖七）的比值。

對(duì)比圖三與圖七的振動(dòng)實(shí)測(cè)值可以得出，增了風(fēng)機(jī)橋水平支撐后，風(fēng)機(jī)組振動(dòng)明顯減小，對(duì)比圖七與圖八的振動(dòng)實(shí)測(cè)值又可以得出，6葉片風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)組較之5葉片風(fēng)機(jī)，振動(dòng)有了十分明顯的降低。其實(shí)5葉片與6葉片風(fēng)機(jī)在自身的質(zhì)量上沒(méi)有任何差別，之所以用在風(fēng)機(jī)組中會(huì)導(dǎo)致如此大的振動(dòng)差，是由于葉片不對(duì)稱導(dǎo)致風(fēng)機(jī)橋振動(dòng)所致。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述,為了達(dá)到風(fēng)機(jī)減振的效果，在直接空冷系統(tǒng)風(fēng)機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,風(fēng)機(jī)橋的自振頻率要避開風(fēng)機(jī)的通過(guò)頻率，通過(guò)增加風(fēng)機(jī)橋的水平剛度可以達(dá)到頻率避讓的目的從而改善風(fēng)機(jī)組的振動(dòng)。另外，采用雙數(shù)葉片風(fēng)機(jī)使風(fēng)機(jī)組的振動(dòng)明顯要小于采用單數(shù)葉片的風(fēng)機(jī)。

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