離心風機、軸流風機是一種將原動機的機械能轉化為輸送氣體、給予氣體能量的機械,它是火力發電廠中不可少的機械設備。在火力發電廠的實際運行中,引風機由于運行條件比較惡劣,發生故障率較高,特別是引風機的振動是一類對生產和運行產生很大影響的故障。一方面振動故障的診斷比較復雜,處理時間也比較長;另一方面振動故障一旦發生并釀成事故,所造成的影響和后果是十分嚴重的。
隨著火力發電廠的不斷發展,對引風機性能要求也在提高,引風機設計和制造技術也在不斷提高,所以出現的振動故障也越來越復雜,這就要求我們利用先進的檢測、診斷儀器,采取科學有效的技術方法分析造成機組振動的原因,并制定行之有效的處理方法。
一、振動原因分析
。ㄒ唬┤~輪不平衡引起的振動
葉輪在使用中產生不平衡的原因可簡要分為兩種:葉輪的磨損和葉輪的結垢。造成這兩種情況和引風機前接的除塵裝置有關,這在平時的工作中深有體會,開灤林西電廠2#、3#、4#鍋爐采用的電除塵為干法除塵裝置引起的葉輪不平衡的原因以磨損為主,而1#鍋爐采用的文丘里水膜除塵為濕法除塵裝置影響葉輪不平衡的原因以結垢為主。
1.引風機葉輪磨損及處理對策。干式除塵裝置雖然可以除掉煙氣中絕大部分顆粒的粉塵,但少量大顆粒和許多微小的粉塵顆粒隨同高溫、高速的煙氣一起通過引風機,使葉片遭受連續不斷地沖刷。長此以往,在葉片出口處形成刀刃狀磨損。由于這種磨損是不規則的,因此造成了葉輪的不平衡。此外,葉輪表面在高溫下很容易氧化,生成厚厚的氧化皮。這些氧化皮與葉輪表面的結合力并不是均勻的,某些氧化皮受振動或離心力的作用會自動脫落,這也是造成葉輪不平衡的一個原因。
2.引風機葉輪結垢及處理對策。經濕法除塵裝置(文丘里水膜除塵器)凈化過的煙氣濕度很大,未除凈的粉塵顆粒雖然很小,但粘度很大。當它們通過引風機時,在氣體渦流的作用下會被吸附在葉片非工作面上,特別在非工作面的進口處與出口處形成比較嚴重的粉塵結垢,并且逐漸增厚。當部分灰垢在離心力和振動的共同作用下脫落時,葉輪的平衡遭到破壞,整個引風機都會產生振動。
解決葉輪結垢的方法很多,其中有噴水除垢方法,將噴水系統裝在引風機的機殼上,利用沖灰水即可對葉輪除垢,但這種方法每次停機除垢的時間較長,且除垢頻繁,影響引風機的正常運行;高壓氣體除垢,該系統采用與噴水系統相似的結構,這種裝置對葉片的除垢是快速有效的,它可以在引風機正常停機的間隙,開啟高壓氣源,僅用數十秒的時間即可完成除垢,由于操作簡單方便,一天可以進行許多次,不但解決了人工除垢費力、費時的問題,還明顯降低了整個機組的生產成本,但此方法需要有高壓氣源。
在實際工作中,我們總結經驗,熟練地掌握了一套用三點法找動平衡的方法,為了能盡快的找到應加配重的重量和位置,應根據平時的數據多總結經驗,依風機的振幅情況估計出試加重量。
。ǘ、風道系統振動導致引風機的振動
這種振動是由于煙、風道系統中氣流的壓力脈動與擾動而引起的。煙、風道的振動通常會引起引風機的受迫振動。風箱、風道的結構設計不合理,煙道固定支架的開裂、滑動、卡澀,煙道密封破損等都是引起煙道振動的原因,從而導致引風機的受迫振動,這一點在日常工作中往往會被我們忽視。
我們在實際工作中需總結經驗,運行人員要勤巡查,密切注意引風機的運行參數是避免由煙、風道振動引起引風機振動行之有效的方法。
。ㄈL動軸承、聯軸器異常及動靜部分碰磨引起的振動
主要包括:軸承裝配不良的振動;滾動軸承表面損壞的振動;聯軸器異常引起的振動;動靜部分之間碰磨引起的振動。
。ㄋ模┺D子的臨界轉速引起的振動
當轉子的轉速逐漸增加并接近風機轉子的固有振動頻率時,風機就會猛烈地振動起來,發生共振,轉速低于或高于這一轉速時,就能平穩地工作,所以我們在工作中,特別是在引風機大小修后,要注意避免轉子的固有振動頻率與工作旋轉頻率相同或接近。
二、引風機的振動分析工具
。ㄒ唬┫到y定位
本系統提供高質量的旋轉設備振動監測功能,發揮以下重要作用:及早發現故障隱患,提高設備運行的安全可靠性。分析和評價設備狀態,為設備的管理和狀態維修提供決策依據。
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1.振動監測及診斷系統功能。(1)時域分析:包括時域波形分析、軸心軌跡分析等;(2)通過FFT將時域信號變換到頻域信號,得到功率譜、幅值譜以及相位譜;(3)對機組升、降速瞬態的振動數據,除存儲振動向量外,還存儲振動動態波形數據,能繪制波形圖、頻譜圖、軸心軌跡圖、三維頻譜圖、波特圖等;(4)能進行各種振動特征分析,如機組升、降速數據分析、日常運行數據分析等。
2.監測與診斷。本系統具有遠程監測功能。有權限的用戶可以在電廠局域網內,通過Web方式進入振動分析系統,分析設備振動情況。
3.數據來源。將振動數據和啟停數據按照規定的格式寫成二進制文件,然后啟動數據導入程序將其導入到振動分析系統的數據庫中。
。ㄈ┫到y軟件結構
系統軟件統一管理引風機的振動分析功能,并預留其他設備的振動分析標準界面和數據導入功能。

三、引風機振動處理
由于引風機的振動對機器整體安全運行帶來較大影響,在對引風機進行實時監測的同時,必要時進行現場動平衡處理。
。ㄒ唬﹪庋芯块_發水平和發展趨勢
1982年,A.B.Pallozzol和Gunter提出了用計算方法求轉子不平衡量的分布及大小,根據模態質量、振型及振型圓特征來識別不平衡量。同年德國的P.Grieka也提出一種無需試運行的模態平衡法,與前者相似,需要先算出轉子結構的模態質量及振型,但實際上由于轉子結構一般較復雜,支承特性難以識別準確,影響了模態質量及振型的計算精確度,因而,以上方法僅屬于理論探討,無法實際應用。隨后十余年來,相繼有一些學者進行了更深入的研究,但實質上也只是對最初方法的修正。
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國內對動平衡問題已做過許多研究,形成了一些理論上較為成熟的方法,如影響系數法和振型分離法。但在實際應用時會出現許多問題,如測算的影響系數可信度低、多階振動模態相互耦合等,F場工程師們進行實際平衡時,一般先按某種方法平衡一次,如果發現振動仍未達到要求,則根據經驗調整平衡重量。這一方面使得平衡結果很大程度上受制于個人經驗,另一方面也使得這種調整帶有一定的盲目性,結果是增加了平衡過程中的啟停次數。
四、結語
火力發電廠引風機的振動問題是很復雜的,但只要掌握各種振動的原因和基本特征,加上在平時工作中多積累經驗,就能迅速和準確地判斷引風機振動故障的根源所在,進而采取有效的措施,提高引風機在火力發電中的安全可靠性。
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