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離心引風機轉子現場一次加重平衡法

2021-03-05來源:www.jqfan.com

離心引風機轉子現場一次加重平衡法

摘要提出了鍋爐離心引風機現場找平衡的必要性,介紹了一次加重平衡法的優點及其在現場的實際應用效果。

1  概述

我廠有5臺鍋爐離心引風機,風機Y6-51№25D。這些風機是電解煙氣干法凈化工藝中的關鍵設備,只有風機正常運轉,使煙氣凈化系統正常運行,保證煙氣的集氣效率,才能保障電解煙氣排放量達到國家煙氣排放指標。引風機的不平衡是該設備正常運轉的一個重要問題,為了降低引風機的故障率,筆者就引風機的不平衡問題作一些探討。

利用振動頻譜分析儀,通過對軸承座的振動監測,發現和解決了風機不平衡的故障,降低了引風機的振動量,使振動值在正常運行范圍之內。保證了風機的正常運行,保障了生產的正常進行。

2  相對相位平衡法分析

風機轉子現場動平衡試驗,通常采用相對相位平衡法。即通過向風機轉子施加一個試加質量,造成轉子振動向量發生變化,利用這種向量的相對變化進行計算,求出轉子原始不平衡質量的大小和位置。然后,在原始不平衡的反方向適當位置,加焊一個平衡質量,使轉子得到平衡。

由上可知,相對相位平衡法必須有試加質量這一工序。即使平衡一個最簡單的轉子,也需要在已測取到原始不平衡振動數據的基礎上,至少停開機兩次,才能使轉子達到平衡。

第一次停開機:測取裝上試加質量后的振動數據。

第二次停開機:根據已測得的振動數據,采用影響系數法進行計算,求出應加平衡質量的大小和位置,再加裝到轉子上,測取振動數據。

若測得振動數據符合振動標準,則運轉生產。若測得振動數據不符合振動標準,還要進行第三次開停機。以測得剩余振動量為基數,進行計算、加重,再一次進行動平衡。

這樣,完成一次風機轉子現場動平衡試驗,風機開、停機次數較多,既影響生產,也影響大型電機的使用壽命。若只用一次加重就能完成風機轉子動平衡試驗,不但能減少電機啟動次數,提高電機使用壽命,減少對電網的沖擊,也大大減少停機時間,提高產量。為此,經過認真研究和探索,總結出了一次加重平衡法。

3  一次加重平衡法

1998年起,就對風機進行現場動平衡試驗,采用的是相對相位平衡法。經過幾年來風機轉子現場動平衡試驗,積累了較為豐富的資料和數據。通過對這些資料和數據進行認真整理分析,找出了風機轉子現場動平衡其中的一些規律,在總結規律的基礎上,探索出了一次加重平衡法。即只需測得風機轉子原始不平衡振動數據,便可找出風機轉子不平衡質量的大小和相位。這樣只需停開機一次就能完成風機轉子現場動平衡工作。

在風機轉子動平衡時,測到的振動量:振幅和相位,都是風機各軸瓦的振動位移和相位,測不到不平衡質量的大小和相位,但是測得的振動向量與原始不平衡質量之間存在一種特定規律。即  

α=ψψ

式中α為不平衡質量相位;ψ為測得的振動相位;ψ為對一套固定測振系統是定值。

  應加平衡質量的位置β應在α的反方向,即β=α+180°。

  所以,應加平衡質量的相位β=ψψ+180°,ψ值的確定是一次加重平衡法的重要環節。幾年來,利用一次加重平衡法在Y4-73-11№29.5D和Y4-73-11№23.5D引風機轉子上進行現場動平衡應用,取得了較好的效果。

4  一次加重平衡法的實際應用(分析實例)

4.1 引風機及電機主要參數

流  量:=300000m/h

全  壓:4.488kPa

介質密度:0.745kg/m3   

電機功率:630kW

電機轉速:990r/min

潤滑方式:30#機械油甩油

軸承內徑:210mm

4.2  發現問題

在排煙機的狀態監測當中,發現4#排煙風機葉輪端軸承座徑向振動忽然增大。利用數據采集器將振動數據采集回來后,看到該振動有以下特點: 

振動的波形接近于正弦波;

振動頻譜上1×工頻異常高,高達6.32mm/s,2×、3×、4×工頻雖然出現,但都較低。

4.3  解決動平衡問題

根據以上兩點判斷該風機為不平衡故障。用動平衡儀對該風機進行測量、處理,采用一次加重平衡法進行了現場動平衡試驗。具體步驟: 

(1)測原始數值,得到的振動數據為6.32mm/s  rms57°;

(2)在葉輪上任取一點A為0°,在此處加一塊290g的試重塊,啟動風機。用現場動平衡儀測得風機前軸承振動速度和相位(度): 11.4mm/s  rms  49°;

(3)動平衡儀根據以上兩次測量數據,經過動平衡儀計算后,得出352.2g  location  197;

(4)取下290g的鋼板;

(5)按照動平衡儀上得出的數據,自A點反向旋轉197°處,在風葉的相應位置焊配重塊320g(352.2減去焊條質量)。焊接完畢后,重新啟動風機。得到相應數據1.26mm/s  rms140°(表1),風機振動值達到正常范圍,動平衡故障處理完畢。

表1  動平衡儀上的數據


振速/(mm/s)

角度/(°)

處理前

6.32

57

加試重塊

11.4

49

處理后

1.26

140

5  經濟效益分析

一次加重平衡法做動平衡,減少了大型風機啟動次數,提高了風機軸瓦及電機使用壽命,減少了對電網的沖擊。相對相位平衡法動平衡,停開機兩次至少需用8h,而一次加重平衡法只需2 h即可完成動平衡,這樣每次減少停機6h。由于風機轉子磨損,平均每年至少進行一次動平衡,每年減少停機6h。 由于電解生產的連續性,若風機異常影響供料,將造成電解槽的減產。以每停1h少產2.5t原鋁,噸鋁利潤8000元計算,6h損失2.5×8000×6=120000元=12萬元。利用動平衡儀,采用一次加重平衡法處理風機的不平衡故障,基本上是一次配平實現風機平衡,非常簡單實用。




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