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离心引风机转子现场一次加重平衡法

2021-03-05来源:www.jqfan.com

离心引风机转子现场一次加重平衡法

摘要提出了锅炉离心引风机现场找平衡的必要性,介绍了一次加重平衡法的优点及其在现场的实际应用效果。

1  概述

我厂有5台锅炉离心引风机,风机Y6-51№25D。这些风机是电解烟气干法净化工艺中的关键设备,只有风机正常运转,使烟气净化系统正常运行,保证烟气的集气效率,才能保障电解烟气排放量达到国家烟气排放指标。引风机的不平衡是该设备正常运转的一个重要问题,为了降低引风机的故障率,笔者就引风机的不平衡问题作一些探讨。

利用振动频谱分析仪,通过对轴承座的振动监测,发现和解决了风机不平衡的故障,降低了引风机的振动量,使振动值在正常运行范围之内。保证了风机的正常运行,保障了生产的正常进行。

2  相对相位平衡法分析

风机转子现场动平衡试验,通常采用相对相位平衡法。即通过向风机转子施加一个试加质量,造成转子振动向量发生变化,利用这种向量的相对变化进行计算,求出转子原始不平衡质量的大小和位置。然后,在原始不平衡的反方向适当位置,加焊一个平衡质量,使转子得到平衡。

由上可知,相对相位平衡法必须有试加质量这一工序。即使平衡一个最简单的转子,也需要在已测取到原始不平衡振动数据的基础上,至少停开机两次,才能使转子达到平衡。

第一次停开机:测取装上试加质量后的振动数据。

第二次停开机:根据已测得的振动数据,采用影响系数法进行计算,求出应加平衡质量的大小和位置,再加装到转子上,测取振动数据。

若测得振动数据符合振动标准,则运转生产。若测得振动数据不符合振动标准,还要进行第三次开停机。以测得剩余振动量为基数,进行计算、加重,再一次进行动平衡。

这样,完成一次风机转子现场动平衡试验,风机开、停机次数较多,既影响生产,也影响大型电机的使用寿命。若只用一次加重就能完成风机转子动平衡试验,不但能减少电机启动次数,提高电机使用寿命,减少对电网的冲击,也大大减少停机时间,提高产量。为此,经过认真研究和探索,总结出了一次加重平衡法。

3  一次加重平衡法

1998年起,就对风机进行现场动平衡试验,采用的是相对相位平衡法。经过几年来风机转子现场动平衡试验,积累了较为丰富的资料和数据。通过对这些资料和数据进行认真整理分析,找出了风机转子现场动平衡其中的一些规律,在总结规律的基础上,探索出了一次加重平衡法。即只需测得风机转子原始不平衡振动数据,便可找出风机转子不平衡质量的大小和相位。这样只需停开机一次就能完成风机转子现场动平衡工作。

在风机转子动平衡时,测到的振动量:振幅和相位,都是风机各轴瓦的振动位移和相位,测不到不平衡质量的大小和相位,但是测得的振动向量与原始不平衡质量之间存在一种特定规律。即  

α=ψψ

式中α为不平衡质量相位;ψ为测得的振动相位;ψ为对一套固定测振系统是定值。

  应加平衡质量的位置β应在α的反方向,即β=α+180°。

  所以,应加平衡质量的相位β=ψψ+180°,ψ值的确定是一次加重平衡法的重要环节。几年来,利用一次加重平衡法在Y4-73-11№29.5D和Y4-73-11№23.5D引风机转子上进行现场动平衡应用,取得了较好的效果。

4  一次加重平衡法的实际应用(分析实例)

4.1 引风机及电机主要参数

流  量:=300000m/h

全  压:4.488kPa

介质密度:0.745kg/m3   

电机功率:630kW

电机转速:990r/min

润滑方式:30#机械油甩油

轴承内径:210mm

4.2  发现问题

在排烟机的状态监测当中,发现4#排烟风机叶轮端轴承座径向振动忽然增大。利用数据采集器将振动数据采集回来后,看到该振动有以下特点: 

振动的波形接近于正弦波;

振动频谱上1×工频异常高,高达6.32mm/s,2×、3×、4×工频虽然出现,但都较低。

4.3  解决动平衡问题

根据以上两点判断该风机为不平衡故障。用动平衡仪对该风机进行测量、处理,采用一次加重平衡法进行了现场动平衡试验。具体步骤: 

(1)测原始数值,得到的振动数据为6.32mm/s  rms57°;

(2)在叶轮上任取一点A为0°,在此处加一块290g的试重块,启动风机。用现场动平衡仪测得风机前轴承振动速度和相位(度): 11.4mm/s  rms  49°;

(3)动平衡仪根据以上两次测量数据,经过动平衡仪计算后,得出352.2g  location  197;

(4)取下290g的钢板;

(5)按照动平衡仪上得出的数据,自A点反向旋转197°处,在风叶的相应位置焊配重块320g(352.2减去焊条质量)。焊接完毕后,重新启动风机。得到相应数据1.26mm/s  rms140°(表1),风机振动值达到正常范围,动平衡故障处理完毕。

表1  动平衡仪上的数据


振速/(mm/s)

角度/(°)

处理前

6.32

57

加试重块

11.4

49

处理后

1.26

140

5  经济效益分析

一次加重平衡法做动平衡,减少了大型风机启动次数,提高了风机轴瓦及电机使用寿命,减少了对电网的冲击。相对相位平衡法动平衡,停开机两次至少需用8h,而一次加重平衡法只需2 h即可完成动平衡,这样每次减少停机6h。由于风机转子磨损,平均每年至少进行一次动平衡,每年减少停机6h。 由于电解生产的连续性,若风机异常影响供料,将造成电解槽的减产。以每停1h少产2.5t原铝,吨铝利润8000元计算,6h损失2.5×8000×6=120000元=12万元。利用动平衡仪,采用一次加重平衡法处理风机的不平衡故障,基本上是一次配平实现风机平衡,非常简单实用。




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