韓建生,馮江濤
(陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司煉化公司延安煉油廠 熱動力車間,陜西 延安 727406)
風(fēng)機振動是運行中常見的現(xiàn)象,只要在振動控制范圍內(nèi),不會造成太大的影響。但是風(fēng)機的振動超標(biāo)后,會引起軸承座或電機軸承的損壞、電機地腳螺栓松動、風(fēng)機機殼、葉片和風(fēng)道損壞、電機燒損發(fā)熱等故障,使風(fēng)機工作性能降低,甚至導(dǎo)致根本無法工作。嚴(yán)重的可能因振動造成事故,危害人身健康及工作環(huán)境。所以查找風(fēng)機振動超標(biāo)的原因,并針對不同的現(xiàn)象分析原因采取恰當(dāng)?shù)奶幚磙k法,往往能起到事半功倍的效果。
2016年6~9月,我廠循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵改造,3臺引風(fēng)機改造更新,生產(chǎn)廠家為陜鼓通風(fēng)設(shè)備有限公司生產(chǎn)制造,型號為AI3370-1.0765,為軸向進(jìn)氣的單懸臂式結(jié)構(gòu),鍋爐煙氣溫度115~135℃。自2018年2月23日以來,3臺引風(fēng)機相繼多次發(fā)生運行振動大問題,振動烈度最高達(dá)32mm/s。機動設(shè)備部組織分析診斷振動原因為葉輪存在不平衡量所致,及時組織安排對引風(fēng)機進(jìn)行檢修,并進(jìn)行在線動平衡實驗處理,引風(fēng)機正常運行一段時間后,振動出現(xiàn)波動增大,影響風(fēng)機的安全平穩(wěn)運行,對鍋爐的運行造成影響。
2018年2月23日2:00,檢修發(fā)現(xiàn)1#引風(fēng)機軸承箱振動大(徑向振動烈度32mm/s,軸向2.3mm/s),停機停爐檢修:風(fēng)機解體更換22338軸承兩盤,地腳螺栓檢查加墊板6塊,對中檢查正常,風(fēng)機安裝試運行,振動值無明顯變化;3月2日,風(fēng)機檢修葉輪做在線動平衡校正;3月5日,安裝試運行,運行正常(振動烈度軸向2.2mm/s,徑向1.8mm/s)。
2018年3月6日,2#引風(fēng)機軸承箱振動較大(徑向振動烈度11.3mm/s,軸向1.9mm/s),風(fēng)機檢查檢測,現(xiàn)場診斷振動原因為葉輪存在不平衡量所致,進(jìn)行現(xiàn)場動平衡實驗校正,增加配重150g,試運行正常(軸向振動烈度2.0mm/s,徑向2.4mm/s),備用。
4月27日23:30,檢查發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機徑向振動增大至10.6mm/s。4月30日停機檢修:葉輪清理,對中找正檢查,現(xiàn)場動平衡檢查校正,試運行正常,振動烈度為徑向2.3mm/s,軸向2.7mm/s。
4月27日11:00,為防止煙氣倒串對風(fēng)機及除塵器造成腐蝕損壞,啟3#引風(fēng)機,啟動后風(fēng)機振動明顯,軸向振動烈度7.6mm/s,徑向29.6mm/s,運行異常。停機檢修:葉輪清理除銹,軸承檢查,軸承箱清洗檢查,對中找正檢查,軸安裝水平度檢查,現(xiàn)場動平衡檢查校正,4月29日,試運行振動烈度降低至軸向2.4~2.6mm/s,徑向5.1~6.3mm/s。5月19日21:00,啟3#引風(fēng)機,檢測振動烈度為徑向2.3mm/s,軸向5.2~6.2mm/s,風(fēng)機監(jiān)護(hù)運行。5月21日,風(fēng)機振動烈度值降低,徑向1.7mm/s,軸向2.8~3.2mm/s,密切監(jiān)護(hù)運行。
10月10日,3#引風(fēng)機軸承箱振動大(徑向振動烈度6mm/s,軸向8.9mm/s),停機檢修:風(fēng)機解體更換22338軸承兩盤,對中檢查正常,做在線動平衡校正;運行正常(振動烈度軸向3.5mm/s,徑向2.4mm/s)。
我車間用HY-101測振儀對主要風(fēng)機泵的振動進(jìn)行定期測量,并記錄數(shù)據(jù),測得數(shù)據(jù)顯示:引風(fēng)機發(fā)生振動均是徑向振動值較大,而軸向較小。結(jié)合生產(chǎn)實際中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象對風(fēng)機的振動原因作出了如下總結(jié),并提出了相應(yīng)的檢修處理措施。
3臺引風(fēng)機發(fā)生的振動中,大多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)質(zhì)量不平衡引起的。而造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因主要有葉輪出現(xiàn)不均勻的磨損或腐蝕;葉輪表面存在不均勻的積灰或附著物;葉輪補焊后未做動平衡;葉輪上零件松動或連接件不緊固等。
檢修過程中發(fā)現(xiàn)3#引風(fēng)機葉輪結(jié)鹽、積灰、腐蝕嚴(yán)重(圖1),1#、2#引風(fēng)機葉輪無明顯結(jié)鹽、積灰情況,表面有輕微的銹蝕。3#引風(fēng)機在葉輪清理結(jié)鹽積灰后試運行,振動值未有明顯降低,也未增加,并且葉輪表面的積鹽、積灰情況呈均布狀態(tài),主要分布在葉輪進(jìn)氣端的軸轂部位,所產(chǎn)生的不平衡量對整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的平衡量影響不大。分析認(rèn)為,葉輪積鹽、積灰不是發(fā)生振動的主要原因。
3#引風(fēng)機在葉輪清理銹渣后試運行,振動值有所降低;并且葉輪表面的銹渣主要均布在整個葉輪背側(cè)平面上(圖2),分析認(rèn)為,在銹渣到達(dá)一定的厚度后,在風(fēng)機運行的振動以及煙氣的沖刷下會出現(xiàn)局部脫落,產(chǎn)生新的不平衡量,風(fēng)機運行振動增大,對風(fēng)機安全運行造成影響。
圖1 3#引風(fēng)機葉輪進(jìn)氣側(cè)結(jié)鹽積灰
圖2 葉輪背側(cè)銹蝕銹渣
該引風(fēng)機葉輪焊接工作量大(直徑為2.67m,重量2012kg),在投入運行前并未進(jìn)行有效的熱處理來消除應(yīng)力,葉輪內(nèi)或存在有殘余的熱應(yīng)力未完全釋放。在運行過程中(或某個時間點),殘余應(yīng)力釋放造成葉輪局部變形,引起葉輪動不平衡,導(dǎo)致風(fēng)機運行振動。咨詢廠家技術(shù)人員及查閱文獻(xiàn)了解到,此情況在該型式風(fēng)機上也有發(fā)生,但是多數(shù)風(fēng)機出現(xiàn)振動是在投入運行后三個月內(nèi),進(jìn)行平衡處理后運行正常。我車間引風(fēng)機在運行1年多時間后相繼發(fā)生振動,進(jìn)行葉輪在線平衡試驗處理后(圖3),三臺引風(fēng)機運行振動值均降低到正常運行值范圍內(nèi)。
圖3
經(jīng)咨詢了解及查閱文獻(xiàn)了解到,葉輪剛性不足導(dǎo)致葉輪變形,引起葉輪產(chǎn)生不平衡量,也是導(dǎo)致風(fēng)機運行振動的一個原因。我車間三臺引風(fēng)機在冷態(tài)試運與帶負(fù)荷運行工況下的振動有所不同,1#引風(fēng)機運行工況較試運工況的振動偏大,3#引風(fēng)機運行工況較試運工況的振動偏小。故分析認(rèn)為,葉輪剛性不足,導(dǎo)致葉輪變形產(chǎn)生新的不平衡量對風(fēng)機運行振動有一定的影響。
引風(fēng)機改造更新后,風(fēng)量、風(fēng)壓增加,煙道設(shè)計尺寸為2m×1.5m,而風(fēng)機出口擋板門設(shè)計利舊,擋板門尺寸1m×0.9m,設(shè)計不合理,風(fēng)機運行過程中可能存在憋壓、喘振情況,引起風(fēng)機運行振動。
根據(jù)對風(fēng)機振動原因的分析,診斷我廠三臺引風(fēng)機振動的主要原因為:葉輪內(nèi)存在有殘余的熱應(yīng)力未完全釋放,導(dǎo)致葉輪變形生產(chǎn)不平衡量;葉輪腐蝕產(chǎn)生的銹渣掉落,生產(chǎn)不平衡量;葉輪存在強度不足引起變形,產(chǎn)生不平衡量。
加強對引風(fēng)機運行狀態(tài)的監(jiān)護(hù),定期對風(fēng)機運行振動、溫度進(jìn)行測量,并記錄數(shù)據(jù),與之前的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。
采購東昊測試一臺DH5919Ex振動信號分析儀,并派專人進(jìn)行了培訓(xùn)學(xué)習(xí),針對風(fēng)機運行中產(chǎn)生的振動進(jìn)行分析,并進(jìn)行在線動平衡試驗,保證引風(fēng)機及時檢修維護(hù),確保風(fēng)機正常運行。
對葉輪進(jìn)行防腐耐磨處理;對葉輪進(jìn)行加強處理,防止變形。
文章闡述了風(fēng)機因不平衡量產(chǎn)生的振動故障原因分析,并提出了一些科學(xué)有效的處理方法,對企業(yè)有針對性地指導(dǎo)和安排維修給出了很大的幫助。在日常的實際工作中,我們應(yīng)通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗,實時積累數(shù)據(jù),掌握設(shè)備劣化的規(guī)律,有效地采取對應(yīng)的措施解決問題,為企業(yè)順利生產(chǎn)排憂解難,保駕護(hù)航。