離心引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場一次加重平衡法
離心引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場一次加重平衡法
摘要：提出了鍋爐離心引風(fēng)機(jī)現(xiàn)場找平衡的必要性,介紹了一次加重平衡法的優(yōu)點(diǎn)及其在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用效果。
1 概述
我廠有5臺鍋爐離心引風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)Y6-51№25D。這些風(fēng)機(jī)是電解煙氣干法凈化工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，只有風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使煙氣凈化系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證煙氣的集氣效率，才能保障電解煙氣排放量達(dá)到國家煙氣排放指標(biāo)。引風(fēng)機(jī)的不平衡是該設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個重要問題，為了降低引風(fēng)機(jī)的故障率，筆者就引風(fēng)機(jī)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(jiān)測，發(fā)現(xiàn)和解決了風(fēng)機(jī)不平衡的故障，降低了引風(fēng)機(jī)的振動量，使振動值在正常運(yùn)行范圍之內(nèi)。保證了風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，保障了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
2 相對相位平衡法分析
風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)，通常采用相對相位平衡法。即通過向風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子施加一個試加質(zhì)量，造成轉(zhuǎn)子振動向量發(fā)生變化，利用這種向量的相對變化進(jìn)行計(jì)算，求出轉(zhuǎn)子原始不平衡質(zhì)量的大小和位置。然后，在原始不平衡的反方向適當(dāng)位置，加焊一個平衡質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子得到平衡。
由上可知，相對相位平衡法必須有試加質(zhì)量這一工序。即使平衡一個最簡單的轉(zhuǎn)子，也需要在已測取到原始不平衡振動數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，至少停開機(jī)兩次，才能使轉(zhuǎn)子達(dá)到平衡。
第一次停開機(jī)：測取裝上試加質(zhì)量后的振動數(shù)據(jù)。
第二次停開機(jī)：根據(jù)已測得的振動數(shù)據(jù)，采用影響系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，求出應(yīng)加平衡質(zhì)量的大小和位置，再加裝到轉(zhuǎn)子上，測取振動數(shù)據(jù)。
若測得振動數(shù)據(jù)符合振動標(biāo)準(zhǔn)，則運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)。若測得振動數(shù)據(jù)不符合振動標(biāo)準(zhǔn)，還要進(jìn)行第三次開停機(jī)。以測得剩余振動量為基數(shù)，進(jìn)行計(jì)算、加重，再一次進(jìn)行動平衡。
這樣，完成一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)，風(fēng)機(jī)開、停機(jī)次數(shù)較多，既影響生產(chǎn)，也影響大型電機(jī)的使用壽命。若只用一次加重就能完成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡試驗(yàn)，不但能減少電機(jī)啟動次數(shù)，提高電機(jī)使用壽命，減少對電網(wǎng)的沖擊，也大大減少停機(jī)時間，提高產(chǎn)量。為此，經(jīng)過認(rèn)真研究和探索，總結(jié)出了一次加重平衡法。
3 一次加重平衡法
1998年起，就對風(fēng)機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)，采用的是相對相位平衡法。經(jīng)過幾年來風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)，積累了較為豐富的資料和數(shù)據(jù)。通過對這些資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真整理分析，找出了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡其中的一些規(guī)律，在總結(jié)規(guī)律的基礎(chǔ)上，探索出了一次加重平衡法。即只需測得風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子原始不平衡振動數(shù)據(jù)，便可找出風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量的大小和相位。這樣只需停開機(jī)一次就能完成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡工作。
在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡時，測到的振動量：振幅和相位，都是風(fēng)機(jī)各軸瓦的振動位移和相位，測不到不平衡質(zhì)量的大小和相位，但是測得的振動向量與原始不平衡質(zhì)量之間存在一種特定規(guī)律。即
α=ψ測－ψ
式中α為不平衡質(zhì)量相位；ψ測為測得的振動相位；ψ為對一套固定測振系統(tǒng)是定值。
應(yīng)加平衡質(zhì)量的位置β應(yīng)在α的反方向，即β=α+180°。
所以，應(yīng)加平衡質(zhì)量的相位β=ψ測－ψ+180°，ψ值的確定是一次加重平衡法的重要環(huán)節(jié)。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(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子上進(jìn)行現(xiàn)場動平衡應(yīng)用，取得了較好的效果。
4 一次加重平衡法的實(shí)際應(yīng)用（分析實(shí)例）
4.1 引風(fēng)機(jī)及電機(jī)主要參數(shù)
流 量：Ｑ＝300000ｍ３/ｈ
全 壓：4.488kPa
介質(zhì)密度：0.745kｇ／ｍ３
電機(jī)功率：630kW
電機(jī)轉(zhuǎn)速：990r/min
潤滑方式：30＃機(jī)械油甩油
軸承內(nèi)徑：210mm
4.2 發(fā)現(xiàn)問題
在排煙機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)4#排煙風(fēng)機(jī)葉輪端軸承座徑向振動忽然增大。利用數(shù)據(jù)采集器將振動數(shù)據(jù)采集回來后，看到該振動有以下特點(diǎn)：
振動的波形接近于正弦波；
振動頻譜上1×工頻異常高，高達(dá)6.32mm/s，2×、3×、4×工頻雖然出現(xiàn)，但都較低。
4.3 解決動平衡問題
根據(jù)以上兩點(diǎn)判斷該風(fēng)機(jī)為不平衡故障。用動平衡儀對該風(fēng)機(jī)進(jìn)行測量、處理，采用一次加重平衡法進(jìn)行了現(xiàn)場動平衡試驗(yàn)。具體步驟：
（1）測原始數(shù)值，得到的振動數(shù)據(jù)為6.32mm/s rms57°；
（2）在葉輪上任取一點(diǎn)A為0°，在此處加一塊290g的試重塊，啟動風(fēng)機(jī)。用現(xiàn)場動平衡儀測得風(fēng)機(jī)前軸承振動速度和相位(度)： 11.4mm/s rms 49°；
（3）動平衡儀根據(jù)以上兩次測量數(shù)據(jù)，經(jīng)過動平衡儀計(jì)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(shù)據(jù)，自A點(diǎn)反向旋轉(zhuǎn)197°處，在風(fēng)葉的相應(yīng)位置焊配重塊320ｇ（352.2減去焊條質(zhì)量）。焊接完畢后，重新啟動風(fēng)機(jī)。得到相應(yīng)數(shù)據(jù)1.26mm/s rms140°（表1），風(fēng)機(jī)振動值達(dá)到正常范圍，動平衡故障處理完畢。
表1 動平衡儀上的數(shù)據(jù)
|
|
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(jīng)濟(jì)效益分析
一次加重平衡法做動平衡，減少了大型風(fēng)機(jī)啟動次數(shù)，提高了風(fēng)機(jī)軸瓦及電機(jī)使用壽命，減少了對電網(wǎng)的沖擊。相對相位平衡法動平衡，停開機(jī)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(jī)6h。由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子磨損，平均每年至少進(jìn)行一次動平衡，每年減少停機(jī)6h。 由于電解生產(chǎn)的連續(xù)性，若風(fēng)機(jī)異常影響供料，將造成電解槽的減產(chǎn)。以每停1h少產(chǎn)2.5t原鋁，噸鋁利潤8000元計(jì)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(fēng)機(jī)的不平衡故障，基本上是一次配平實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)平衡，非常簡單實(shí)用。
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