引风机振动大的原因分析及处理措施

设备管理网 2018-04-15 15:39:57

      我厂风烟系统中每台炉设置2台引风机。引风机采用豪顿生产的单级、动叶可调轴流式风机,其型号为ANN-2800/1600B,叶轮直径为2800mm,轮毂直径为1600mm,转速为995r/min,采用电动、定速,50%容量,并有防磨措施,引风机布置在锅炉电除尘器下游。引风机风量包括锅炉燃烧产生的烟气量和空预器与电除尘漏入烟道的空气量。炉膛保持微负压状态,2台引风机采用并联方式运行,运行过程中主要克服从炉膛至增压风机的烟道阻力。脱硫改造后,2台引风机出口风道汇集至增压风机,将烟气经过脱硫系统后送至烟囱。

  1 现象

  3A、3B引风机实时数据显示振动较大,振动值A侧最大为3.6mm/s。2台风机随环境温度、排烟温度变化影响较为明显,其中A侧引风机振动随环境温度的增长而增大,B侧振动随环境温度的增长而减小,特别是雨季对B侧振动影响较大。

  1.1 就地测量比较

  1.1.1 现场无法直接测量轴承座的振动,通过用普通测振仪测量6台炉引风机其他部位的振动数据进行测量,各台引风机实时数据显示的振动值与现场所能测量部位的振动值没有直接关系,因此不能直接根据就地的各点普通振动测量数据对设备振动进行判断。

  1.1.2 采用CSI 2130便携式数据采集仪对引风机就地的中心筒风箱人孔门附近水平方向振动数据进行了采集,虽然部位不一,但表现出相同的特性。3A引风机中心筒侧工频振动较大,曲线最大达0.6mm/s,叶片一倍频率较大,最大达0.4mm/s;3B引风机中心筒侧工频振动较小,曲线最大达0.1mm/s,叶片一倍频率较大,最大达1.09mm/s。

  3A引风机人孔门侧工频振动较大,曲线最大达1.1mm/s,叶片一倍频率较大,最大达0.9mm/s;3B引风机人孔门侧工频振动较小,曲线最大达0.3mm/s,叶片一倍频率较大,最大达1.7mm/s。就地采集点都表现出叶片一倍频率振幅较大,A侧工频振动较大的特征。

  1.2 画面数据比较

  观察3A引风机一年的数据曲线,可以发现其振动值与每年四季环境温度变化有明显关系。而振动幅值范围经过今年几次检修和起机后,变化范围整体抬高1.0mm/s,每天振幅都随环境温度的变化而变化。

  2 原因分析

  通过对引风机的各种振动数据进行全面分析和比较,笔者认为造成引风机振动大的可能原因有:

  2.1 动不平衡

  造成动不平衡的可能原因有以下2种:

  2.1.1 引风机轮毂内部积灰脱落。引风机在运行过程中,轮毂漏油和引风机轮毂进灰都会导致引风机轮毂内部粘结灰,启停引风机时灰块脱落会引起引风机振动大,具体表现为单倍工频振动较大,主要出现的启停机过程中,根据振动分析仪及集控画面数据记录显示,目前A引风机存在这样的振动特点,单倍频达1.1mm/s。

  2.2.2 引风机叶片出现磨损脱落,造成转子不平衡。经检查,2台引风机叶片出现不同程度的磨损,无突变现象,从主控画面历史数据显示可以得出叶片磨损对振动影响不大的结论。

  2.2 流体振动

  整个风机和风道是一个流场,流体的扰动会影响设备的振动变化,而流体扰动和风道的布置形状有很大的关系,失速、风道各种阻力、紊流等都会造成流体波动。流体波动首先要传给风道等受力件,若风道与叶轮外壳、风箱之间硬连接,风道、风箱的振动会直接影响设备振动,若振动频率与设备工频一致时便会产生共振。

  2.2.1 进、出口烟道因素。引风机布置在电除尘出口,每两个室混入一个风道,然后直通进入引风机入口风箱。任何一段与另一段膨胀产生差异,都通过伸缩节来进行补偿,补偿不够或膨胀受限,都会导致风道与设备硬接触。引风机布置结构如图1所示:

  入口烟道因素。每台引风机入口烟道分3部分组成(即电除尘出口的小段风道×2、吊在钢架上的汇集风道),相互间经过伸缩节相连,电除尘出口的小段风道搭在电除尘与引风机入口的汇集风道之间,无单独支撑。在运行时,电除尘由于处于钢架上,受热膨胀后向上及向外进行膨胀;引风机入口的汇集风道由于吊在钢架上,受热后向下和向外进行膨胀,风机的入口风箱热态向上进行膨胀。由计算可知,风道伸缩节实际压缩量为14mm,伸缩节设计余量为50mm,虽然伸缩节膨胀余量与设计相差较大,但都大于实际膨胀的极限余量14mm,理论上不应该影响风机的膨胀。但根据设备内部积灰来看,由于积灰严重,入口烟道与风机的风箱已经是硬接触,影响设备膨胀。

  出口烟道因素。每台引风机出口的扩散筒与扩压风道间用伸缩节相连,扩压风道在地上有一支点,另一端搭在出口挡板上,出口挡板和脱硫风道直接固定在地面上,且用硬伸缩节相连,在膨胀过程中,引风机会受轴向及径向的膨胀力。

  2.2.2 设备本身因素。任何设备的振动与设备本身都有很大的关系,但外部其他因素对设备振动值能够进行放大,放大后影响设备的安全经济运行。

  转动设备分析。引风机有20个叶片,动叶可调,出口为19个静叶,由于失速或者叶轮外壳某部分缺陷都会引起设备振动变大,另外设备的地脚松动也会引起振动变大,根据就地分析仪采集的数据显示,2台引风机在叶片频率下振动较大,在小修检查时地脚无松动,叶轮外壳无任何缺陷,分析叶片的一、二倍频率振动大可能与流体振动有关,流体振动是因为流动受阻或风机轻微失速。

  入口风箱及叶轮外壳分析。引风机整个入口风箱固定在风机底座及电机底座上,有4个脚,2个脚在电机基础上固定,另2个在风机底座上固定,整个轴承箱固定在入口风箱的中心筒里,叶轮外壳与入口风箱靠法兰螺栓连接,这构成了风机的主体,因此受热膨胀时风机以地脚为支点向上和向外膨胀,这样在与风机入口烟道向下膨胀的共同作用下导致风道与风箱硬接触。发生硬接触后,流体在任何角落的旋窝都会影响到风机中心筒的振动,最终作用在轴承箱上,流体运动很容易体现叶片的转动频率,此该原因也能导致叶片的一、二倍频率振动较大。

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