1000MW機組一次風(fēng)機振動大的原因分析及處理

1、1000MW 機組一次風(fēng)機振動大的原因分析及處理摘要：國家電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司自投運以來，一次風(fēng)機振 動明顯偏大，嚴(yán)重影響機組的安全性和經(jīng)濟性。本文結(jié)合 1000MW 機組特性，對 振動數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和分析，闡明了引起該振動故障的原因，通過對一次風(fēng)機基座 加固及進(jìn)行動態(tài)平衡的方法消除了振動故障。關(guān)鍵詞：一次風(fēng)機 動平衡 地腳螺栓 振動The Vibration Analysis and Treatment of Primary Air Fan in 1000MW Unit DUHongli ZHANGChaopei LIZhiye(SPIC Henan Power Co. Ltd

2、, Pingdingshan power generation company. Pingdingshan 467031 , Henan Province, China)ABSTRACT: Since the SCPI Henan Power Co. Ltd, Pingdingshan power generation company put into operation,the vibration of primary air fan is larger obviously,which affected the safety and economy of the units. This pa

3、per states the characteristics of 1000MW unit,the vibration phenomenon is described, the vibration data is measured and analyzed, and the vibration reason is illustrated and vibration fault is solved by increasing stiffness and balancing impeller of primary fan.KEY WORD: primary air fan dynamic bala

4、nce anchor bolt vibration引言 一次風(fēng)機是火電廠的主要輔助設(shè)備，其運行情況的好壞直接關(guān)系到鍋爐能否 安全穩(wěn)定運行，而振動是影響風(fēng)機正常運行的重要因素，克服和解決風(fēng)機振動問 題將有助于鍋爐長期安全穩(wěn)定運行。本文介紹了由于風(fēng)機基座的不牢和質(zhì)量不平 衡所引起的一次風(fēng)機電機側(cè)振動超標(biāo)的故障問題，經(jīng)過對故障的分析、診斷及處 理最終消除了振動故障，保證了一次風(fēng)機的安全穩(wěn)定運行。1. 設(shè)備概述一次風(fēng)機由成都 KKK 電站風(fēng)機有限公司生產(chǎn)的 GU23838-22 型動葉可調(diào)軸流 式風(fēng)機。由轉(zhuǎn)子總裝、軸承座、進(jìn)氣箱、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)等部件在現(xiàn)場組裝而成， 具有運行中可調(diào)葉輪葉片角度和風(fēng)機效率

5、高等特點，同時由于高效率范圍廣，變 工況下運行經(jīng)濟，節(jié)能顯著。風(fēng)機設(shè)有自控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中包括風(fēng)機儀表和液壓 調(diào)節(jié)油站，對風(fēng)機的運轉(zhuǎn)進(jìn)行監(jiān)測、控制和調(diào)節(jié)。#1 、 2 爐一次風(fēng)機在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)改造，對一次風(fēng)機出口擴壓器、 入口風(fēng)道、一次風(fēng)機基礎(chǔ)、動葉葉片進(jìn)行了改造，其中葉片更換為新型低壓葉片 在保持風(fēng)量不變情況下，降低風(fēng)壓，降低風(fēng)機振動。2. 原因分析基礎(chǔ)剛性變差引起振動 風(fēng)機基礎(chǔ)剛性條件變差對風(fēng)機振動影響較大，尤其是對風(fēng)機垂直振動的影響 尤為明顯。通過長期經(jīng)驗總結(jié)和觀察運行，在基礎(chǔ)剛性條件改變后，風(fēng)機振動明 顯變好，說明經(jīng)長時間運行后風(fēng)機的基礎(chǔ)剛性明顯變差，加強基礎(chǔ)剛性后風(fēng)機垂 直振動

6、變化明顯，但是不能從根本上消除風(fēng)機振動。風(fēng)機轉(zhuǎn)子不平衡引起振動 風(fēng)機長時間運行后，滑塊存在不同程度的磨損，導(dǎo)致風(fēng)機轉(zhuǎn)子存在不平衡現(xiàn) 象，轉(zhuǎn)動時振動增大，此外風(fēng)機長時間運行后葉片磨損以及葉片積灰都會一起轉(zhuǎn) 子不平衡，從而引起風(fēng)機的振動。軸承裝配問題引起風(fēng)機振動風(fēng)機轉(zhuǎn)子檢修工藝復(fù)雜，技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)高，如果軸承轉(zhuǎn)配不合適，會直接導(dǎo) 致風(fēng)機振動加劇。風(fēng)機軸承安裝要求間隙極其嚴(yán)格，稍有偏差都會導(dǎo)致風(fēng)機振動 的增大。系統(tǒng)風(fēng)量變化及阻力引起風(fēng)機振動 風(fēng)道系統(tǒng)中，氣流壓力脈動與擾動會造成氣流流態(tài)不良，在風(fēng)道中會出現(xiàn)局 部渦流或氣流相互干擾、碰撞而引起氣流的壓力脈動，壓力波常常沒有規(guī)律，振 幅隨流量增加而增大。此

7、外，如果系統(tǒng)阻力產(chǎn)生明顯變化，也會對風(fēng)機振動產(chǎn)生 較為明顯的影響。3. 具體解決措施 為了解決風(fēng)機軸承振動異常問題，提高一次風(fēng)機運行的可靠性，在保證風(fēng)機 設(shè)計參數(shù)不變、不影響鍋爐制粉系統(tǒng)正常運行的前提下，對一次風(fēng)機進(jìn)行技術(shù)改 造。3.1 軸承箱基礎(chǔ)臺板及地腳螺栓改造 將風(fēng)機軸承箱底座下部的混凝土刨開，拆除原裝的支撐點，重新計算基礎(chǔ)臺 版及所需地腳螺栓尺度，將新加工地腳螺栓與原混凝土基礎(chǔ)內(nèi)地腳螺栓對口并焊 接。用厚度為50mm的鋼板加工制作一塊基礎(chǔ)臺板，安裝到基礎(chǔ)內(nèi)，并用水平儀 將其上部的結(jié)合面找平，保證基礎(chǔ)臺板水平度誤差小于0.05 mm,然后將該基礎(chǔ) 臺板與原基礎(chǔ)內(nèi)的樁基焊接牢固。最后按照土

8、建施工要求，將基礎(chǔ)臺板及地腳螺 栓用混凝土澆筑，并進(jìn)行保養(yǎng)。3.2 風(fēng)機轉(zhuǎn)子改造 原風(fēng)機轉(zhuǎn)子與軸承配合處直徑較小，其它企業(yè)風(fēng)機曾因此出現(xiàn)過主軸斷裂的 嚴(yán)重事故。結(jié)合主軸的強度及承載能力，重新加工制作主軸，將與軸承配合處的 主軸直徑增大至160 mm,主軸與聯(lián)軸器及葉輪配合處的直徑保持不變。轉(zhuǎn)子各 部件組裝好后，進(jìn)行轉(zhuǎn)子靜、動平衡校驗，以保證轉(zhuǎn)子的質(zhì)量平衡。在軸承箱裝 配過程中，按照滾動軸承裝配標(biāo)準(zhǔn)，采用壓鉛絲法調(diào)整軸承間隙，將軸承頂部間 隙調(diào)整至0.05 mm,提高了軸承運行的安全可靠性。軸承箱改造 軸承箱及軸承箱底座改造原一次風(fēng)機軸承箱為自然冷卻式端蓋密封軸承箱，冷卻效果較差，曾發(fā)生過軸承溫

9、度高及滲漏問題。對此，建議將軸承箱改造為油 擋密封軸承箱，既保證了軸承的正常溫度，又減少了滲漏點。由于軸承及軸承箱 尺寸增大，但風(fēng)機的中心標(biāo)高并未改變，因此需要將軸承箱底座的高度降低。為 此在保證軸承箱底座地腳螺栓孔尺寸不變的前提下，將軸承箱底座的長度、寬度 各增加100 mm，并將制作軸承箱底座的鋼板厚度由原來的25mm增至30mm， 同時在軸承箱底座對稱部位增加 4 塊拉筋，保證了軸承箱底座的剛度和韌性。主 軸水平度及聯(lián)軸器同心度校核將改造好的風(fēng)機轉(zhuǎn)子及軸承箱在現(xiàn)場安裝就位，用 水平儀檢測主軸的水平度，通過調(diào)整前后軸承箱的位置及高度，使得主軸的水平 度誤差小于0.5 mm。利用百分表進(jìn)行聯(lián)

10、軸器找中心，通過在軸承箱底座及電機地 腳加墊的方法，使聯(lián)軸器同心度誤差小于 0.08 mm。對輪處增加配重根據(jù)測量的原始振動數(shù)據(jù)，在對輪處靠近電機一側(cè)進(jìn)行配重，在現(xiàn)場對旋轉(zhuǎn) 機械進(jìn)行動平衡時，對于首次試加重的重量應(yīng)該將轉(zhuǎn)子的質(zhì)量、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度 加重半徑、加重響應(yīng)以及原始振動的大小均考慮在內(nèi)，因為平衡的目標(biāo)是風(fēng)機電 機側(cè)的振動，由測得的電機兩支撐軸承的振動相位來看，是同相振動，而非力偶 不平衡，不需要進(jìn)行力偶配重。經(jīng)過在對輪上的配重和響應(yīng)計算，在對輪上配重 對電機側(cè)各測點的振動情況改善很小，并導(dǎo)致風(fēng)機機械側(cè)振動增加，且影響系數(shù) 與同類型風(fēng)機對輪加重相差甚遠(yuǎn)，決定放棄進(jìn)一步在對輪上配重。風(fēng)機葉輪

11、處增加配重通過現(xiàn)場動平衡手段降低系統(tǒng)的激振力。通過電機空轉(zhuǎn)試驗，可以排除電機 自身的質(zhì)量不平衡，系統(tǒng)的激振力應(yīng)該來自電機的外伸端。振動反應(yīng)在電機軸承 和殼體上，最直接的辦法就是直接在電機軸承跨內(nèi)進(jìn)行配重來降低激振力，但電 機空轉(zhuǎn)表明自己不存在不平衡，因此決定在電機與風(fēng)機連接的對輪上或風(fēng)機葉輪 上進(jìn)行配重來消除存在不平衡力。 對該一次風(fēng)機系統(tǒng)異常振動進(jìn)一步分析，風(fēng)機機械側(cè)的質(zhì)量和剛度 都比電機側(cè)要高很多，不能排除因風(fēng)機側(cè)的質(zhì)量失衡導(dǎo)致剛度較弱的電機側(cè)振動 超標(biāo)故障，而風(fēng)機側(cè)由于自身的剛度較好，其振動響應(yīng)并不明顯。由于風(fēng)機側(cè)的 加重半徑較大，且原始振動較小，因此決定在風(fēng)機葉輪上嘗試加重150g，啟

12、動后, 電機側(cè)與風(fēng)機側(cè)各測點的振動均有所下降，尤其是電機側(cè)振動下降明顯。根據(jù)加 重后對各振動測點的響應(yīng)經(jīng)過準(zhǔn)確計算，決定在風(fēng)機葉輪處共計加重350g，啟動 風(fēng)機后，一次風(fēng)機系統(tǒng)所有測點的振動均下降至合格水平。4. 改造效果改造后，啟動風(fēng)機進(jìn)行試驗， 2 臺一次風(fēng)機軸承振動明顯下降，水平振動值 最大為1.2 mm/s，垂直振動值最大為1.8 mm/s，軸向振動值最大為0.12 mm/s， 均在合格范圍內(nèi)。經(jīng)過 6 個月的長周期運行，一次風(fēng)機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動值無明顯 變化。5.結(jié)語風(fēng)機振動原因復(fù)雜，在實際運行中，風(fēng)機振動往往由多種因素引起。因此在 排查風(fēng)機振動原因的過程中應(yīng)仔細(xì)觀察，認(rèn)真分析。通過對

13、某電廠一次風(fēng)機振動 大故障進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備的實際情況，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機振動大并不是由常見的動 靜不平衡、地腳螺栓松動、風(fēng)機喘振失速、聯(lián)軸器不對中等原因造成的，而是由 于主軸存在裂紋，使得風(fēng)機在運行中產(chǎn)生偏心力，從而導(dǎo)致振動的發(fā)生。因此， 大型風(fēng)機在長時間運行后一定要注意因疲勞運行導(dǎo)致的軸失效，防止因應(yīng)力集中 造成的主軸裂紋及斷裂等事故發(fā)生。參考文獻(xiàn)陳虹微，王榮杰.風(fēng)機振動分析與處理J.噪聲與振動控制，2007 （4）： 49- 53.上海鼓風(fēng)機廠有限公司.FAF型電站動葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機安裝使用維護說 明書R.上海：上海鼓風(fēng)機廠有限公司，2005： 17-31.陳鎖元.一次風(fēng)機節(jié)能改造及優(yōu)化運行分析J.陜西電力，2012, 40（10）： 85-88.4王占寬，王有福，梁俊青，等.火電廠一次風(fēng)機出口風(fēng)道振動故障分析及處 理J.內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2011，29（1）.作者簡介 杜洪利，男，工程師，本科學(xué)歷，