发电厂增压风机振动处理

1、 发电厂增压风机振动处理 张卫军 张学延/ 西安热工研究院有限公司 古世军/ 国电靖远发电有限公司摘要：简介了脱硫车间增压风机投运两年后出现的振动情况和处理过程，对故障进行了分析诊断，最后通过检修发现液压机构连接部位的润滑油干涸，重新加注润滑油后振动得以彻底消除。关键词：动叶可调轴流式通风机；振动；诊断中图分类号：TH432.1 文献标识码：B文章编号：1006-8155（2008）03-0078-03Treatment of Vibration in Booster Fan for Power PlantAbstract: This paper specifies in brief the

2、vibration status occurred after two years running of booster fan in desulphurization shop and treatment process. The fault is analyzed and diagnosed. Finally, the lubricating oil in connection parts of hydraulic mechanism has been found drying up during inspection. Then vibration phenomenon is thoro

3、ughly eliminated after injecting lubricating oil. Key words: adjustable blade axial-flow fan; vibration; diagnose0 引言动叶可调式风机通过动叶片开度调节通流能力，动叶开度由叶轮轮毂内的调节机构通过推拉部件推动动叶片转动，从而调节通流面积。正常情况下，各个叶片均匀开启，转动角度是相同的，转子的平衡状态不会发生改变，但如果某个叶片的开启不均匀，也就是说转动角度不一致的话，可能对转子的平衡状态造成破坏。本文通过对重庆电厂脱硫车间增压风机振动的处理，归纳这种振动故障的特点和判断方法。1 振

4、动分析重庆电厂两台锅炉合用一台轴流式增压风机（图1）脱硫，由丹麦Hersteller公司生产，2000年10月投运，额定转速600r/min，由功率3500kW的电动机驱动。制造厂提供的振动标准为1.4mm/s以下合格，超过1.4mm/s报警，超过3.5mm/s停机。图1 轴系结构示意图增压风机振动自2002年开始增大。现场实测主要是基频成分，所以最初一直按照单纯的平衡问题处理。但每次通过平衡降低振动后，仅能运行有限一段时间，又会出现振动。两年内多次调整平衡，平衡过程中也出现异常现象。1.1 2003年的平衡情况风机投产初期，振动烈度值1.2mm/s左右（靠近风机叶轮轴承垂直振动，下同），20

5、02年7开始逐渐增大，并超过3.0mm/s，偶尔还会超过3.5mm/s。2003年2月，制造厂对风机解体检查，然后进行动平衡。其后振动维持在2.2mm/s左右。但2003年8月振动又升到2.73.0mm/s，并频繁出现振动大跳闸的情况。收稿日期：2007-10-08 西安市 7100322003年平衡了两次，第一次在8月，平衡后运行2个月，10月再次出现振动（达到停机值），接着又进行一次平衡，一直稳定运行。从2003年平衡的情况来看，平衡质量的分布没有规律，两次加重角度相差90（表1）。表1 2003年动平衡情况（基频）序 号日期加重/ g（）动叶开度/%位移值/mm（）烈度/（mm/s）01

6、2/80101543022.87113/812508534292680.84225/1010051548472281.241.2 2004年平衡情况2004年5月6日，振动又突然增至3.5mm/s以上停机。5月10日加装振动测点测试，发现振动小了许多，刚定速1.0mm/s左右，增加烟气流量和动叶开度，振动基本上保持在1.61.7mm/s左右（表2序0）。连续观察数小时，振动稳定。考虑到振动还有降低的余地，决定再次调整平衡。参考以前加重数据，计算加重800 g90。因为平衡块位置安装错误，实加807g275，加重位置相反，开机后振动增大，这在意料之中（表2序1）。按照加重效果计算，方向应该调整到

7、90（和第一次计算值相同）。出乎预料的是，调整加重位置后振动非但没有降低，反而有所增大（表2序2）。这种异常现象说明不是单纯的平衡问题。表2 2004年动平衡情况（基频）序号日期平衡状况/ g（）动叶开度/%烟气流量/（nm3/s）位移值/mm（）烈度值/（mm/s）010/5037445712781.60110/5807275403711082732.06210/595090414731853492.58312/5083266412/5109718047422292610.92因为计算数据异常，可能存在其他因素影响平衡，因此拆掉这一次的平衡质量重新测量原始振动。从测量数据来看，振动基本恢复到

8、原始值，启动两次，情况基本相同。有意识地连续运行十几个小时观察，振动基本稳定（表2序3）。从观察情况看，振动大体是稳定的，因此决定再次平衡。2004年5月12日，加重1097g180，振动降到了1.2mm/s左右（表2序 4）。2 故障分析诊断很长一段时间一直把增压风机的振动故障当作单纯平衡问题，因为每次平衡都是有效果的，可以连续运行一段时间。但是从2004年平衡出现的异常现象来看，怀疑存在深层次的原因。从平衡过程来看，平衡的难度也是越来越大。该风机振动的特点归纳为：（1）主要是基频成分，即与转速同步的成分；（2）动叶开度改变，振动有时会有一定变化，一般动叶开度从040，幅值变化40mm，相位

9、变化30 40；（3）振动往往出现在工况大幅度变化的时候。例如从一台锅炉运行转变为两台锅炉运行，或者由两台锅炉转变为一台锅炉运行；（4）出现振动的时候，停机后立即开机，振动会比较大；如果停机一段时间后开机，振动一般会降下来；（5）随着动叶开度的变化，有时振动会突变。例如2003年10月25日，动叶开度从45变化到47，振动从105mm190突变为168mm234；2004年5月11日，调整动叶开度过程中，振动从90mm313突变为185mm350。正常情况下，活动部件应该同时发生位移，因此对叶轮来说，总是处于相对平衡的位置。但是如果某个活动部件在某个位置出现卡涩或者位移不畅，而其它部件正常位移

10、的话，可能对整个叶轮的平衡状况造成影响。卡涩随机出现，反映振动的出现也没有必然的规律。从结构上看，可能出现卡涩的部位有两个：一是动叶（动叶可调）；二是叶轮内部的液压执行机构。在这种假设的前提下，可以解释该风机出现的振动现象：（1）振动是基频成分，会突然增大，振动幅值和相位突变说明转子平衡状态发生突变，也就是说叶轮的质量分布在瞬间发生了变化，能够产生这种质量突然变化的只能是活动部件；（2）由于振动大跳机以后，如果停机时间比较短，再启动振动一般都比较大。但如果停机时间比较长，再启动振动有可能减小； 振动大停机时间短，卡涩部位尚未疏通恢复，再启动振动还会大。长时间停机后，液压机构压力消失，可能使卡涩

11、部位逐渐疏通，再启动振动会比较小；（3）振动出现在锅炉负荷大幅变化的时候，一般从一台炉运行变为两台炉运行，或者从两台炉运行变为一台炉运行的时候。因为负荷变化，即流量和动叶开度发生变化，这种现象正说明故障出现在与内部执行机构有关的操作中；（4）从最近的两次平衡情况来看，加重是相互抵消的。部件卡涩引起平衡状态变化，经过一段时间的连续运行，或者动叶的反复开启，卡涩的部位已经得到疏通，以前所加的平衡变成了不平衡。该风机一直存在一种现象，每次启动刚定速，振动一般都比较大，瞬间振动会很快回落。实际上启动时，都是先开进气挡板，后开排气挡板，所以存在这样的一个过程：在进气挡板开启以后，排气挡板开启之前，烟气聚

12、集在风筒内无处排放，这样聚集的烟气对动叶片造成一定反作用力。此时叶片没有统一开启，所以在烟气推力作用下，某些叶片开度可能发生变化，这种开度变化是不均匀的，这样叶轮会产生一定的不平衡量。等排气挡板开启之后，烟气排岀，对叶片的推力减小，开度变化的叶片又恢复到正常位置，叶片开度不均匀产生的不平衡量消失，振动又恢复。这种现象说明，叶片不均匀开启产生的不平衡量是可以引起振动的变化的。为了验证这一点，进行了试验：第一次启动时先开进气挡板，后开排气挡板，刚定速的瞬间最大振动为2.06mm/s；第二次启动先开了50的排气挡板，后开进气挡板，刚定速最大振动为1.4mm/s。通过上述分析，该风机转动部件可能存在部件卡涩的情况，可能出现卡涩的部件是动叶片和液压推拉机构。当时的建议是：（1）如果再出现振动，可以通过平衡加以改善；（2）有机会要停机检查，重点位置是叶片和推拉执行机构，注意检查卡涩的部件。3 检修情况2004年增压风机安排了一次检修，叶片转动部分没有异常，但是液压执行机构的传动部件中，有一个部位的润滑油完全干涸。通常，对于动叶可调式风机，由液压机构通过连杆推动动叶转动，达到改变动叶开度的目的，连杆之间靠润滑油以保证转动自由，如果某些连杆出现转动卡涩，势必会引起动叶不均匀转动。检修中对这个位置重点进行了处理，重新加注润滑油。2004年检修以后，已经运行了两年多的