引风机振动在线监测与现场高速动平衡技术应用
引风机轴承大幅振动会引起安装基础破坏、风机损坏事故。五阳热电厂曾发生过一起引风机振动大造成风机损坏报废事故,造成锅炉停运。该厂采用先进的VT动平衡仪快速、有效地对引风机作高速动平衡,取得了成功,并在实际应用中不断完善、**。
引风机在线振动监测与报警系统的设计方案为:在引风机轴承座上安装CD—21—S(水平)与CD—21—C(垂直)振动探头,探头输出的振动信号接入LC-810现场动平衡仪中,使运行人员能在线连续监视引风机振动状况,再将监视仪报警输出触点信号分别接入XXS—2A—32G微机闪光报警仪与电铃回路中,实现了光字牌与电铃发声报警功能,将该系统安装并调试好后投入使用。应用该系统后减少了运行人员工作量,提高了引风机监视质量。当引风机振动超限后,报警功能可提醒运行人员作出正确判断,及时处理故障,保证了引风机与锅炉的正常**运行。
当引风机振动超限停运后,用VT动平衡仪对引风机作动平衡试验,找出其不平衡点,经过计算后进行配重,可降低引风机振动值到正常范围内,快速有效地解决了引风机振动超限问题,消除了**隐患,延长了引风机运行周期。此项试验成功后,将其推广至锅炉一、二次风机,也获得了成功。1 引风机振动在线连续监测与报警系统的应用
用LC-810现场动平衡仪在水平(X方向)与垂直(Y方向)两个方向上监视轴承的径向振动。经验表明,引风机轴承座振动幅度*大,在风机叶轮侧轴承座的水平方向与电机侧轴承座的垂直方向上安装CD—21速度传感器,速度传感器输出电压正比于振动速度值(峰—峰值),输出电压进入85100XY振动监视仪,经放大后驱动表头,显示振动速度值,供运行人员监视。
LC-810现场动平衡仪具有报警(报警1)与危险(报警2)输出功能,当引风机振动幅值超过所设定的报警或危险值时,通过报警比较器(或危险比较器)驱动报警(或危险)继电器工作,将报警继电器的一组常开触点接入XXS—2A—32G微机闪光报警仪光字牌报警回路,危险继电器的一组常开触点接入电铃报警回路,实现了引风机振动超限的声光报警,提醒运行人员在引风机振动超限时迅速作出正确判断与操作。
这套系统投入运行后,有效地实现了引风机轴承振动在线监测与报警,减轻了工人的巡检工作量,提高了引风机运行的**系数。
2 应用VT动平衡仪作现场高速动平衡,处理引风机振动超限问题
质量不平衡是引发高速旋转机械轴承振动大*常见的原因,转子各断面惯性主轴与转动轴线重合是理论上的理想平衡状态,但在实际中不可能做到。为减小质量不平衡造成的振动,现场高速动平衡是有效的常规手段。
现场高速动平衡方法已十分成熟,但在实际操作过程中,一台具体机械动平衡加重过程和结果受人为因素影响很大。如果工作人员不能正确掌握做动平衡的方法和技巧,可能加重多次后,残余振动仍偏大。
动平衡加重过程通常包括以下步骤
2.1 基本振动数据的获取与分析
基本振动数据是指平衡前机械振动的测试记录,包括轴振的振幅/相位,测振动的方式有人工测量记录,计算机自动记录或测振仪表本身的功能。VT动平衡仪集振动测量与数据分析于一身,它可测出机组振动的*大振幅和相位,即确定了转子的不平衡程度及不平衡部位。当这种振动发生在工作转速,且振动的振幅和相位基本稳定,即可决定做高速动平衡。
VT动平衡仪有一个光电传感器,它采用低功耗、高亮度发光二极管作为光源,接通电源后发出可见红光,配合反光标志可在1~40mm的距离内接收60~3000r/min的转速信号,用来测量风机的转速。VT动平衡仪还有一个磁电式速度传感器,用来测量设备的**振动,使用时采用磁性吸盘固定在待测量点上,可测量水平与垂直振动,测量值为双向振动值(峰—峰值)。
利用VT动平衡仪测量振动需注意以下几点。
(1) 测量位置:测量位置应选在*能反映转子振动的点上,一般选在轴承面上或*接近轴承位置的机器的壳体上。
(2)测量方向:应在轴承内水平和垂直的两个方向上进行测量,但至少要在能够有*大振动幅度的方向上进行测量。一般情况下,经常是在水平方向上测量,在测量结果有疑问时,再在两个方向上测量。
(3) 参考标记:为提供角度和频率基准,参考标准应标在转子上容易看到且角度容易测量的地方。
2.2 试加重获取影响系数
试加重时要确定2个量值,即试加重的角度和质量。经验表明,角度对加重后振动是否增大起主要作用,必须确保试加重的方位大体正确。试加重不与不平衡位置接近,并尽量加在同一平面与之相反的位置上(即相差180≠)。而试重块的质量应大小适合,太大可能会造成振动增加太多,对设备造成危险,太小则会使试加重后振动量变化很小,使得计算出的影响系数准确度很低。可用下面的公式作为参考:
Mt=Mr/[Rt*(n/100)]
式中:Mt———试重块质量,g;Mr———转子质量,g;Rt———试加重半径,cm;n ———转速,r/min。
影响引风机动平衡的*主要部位是引风机叶轮质量的配置不平衡,因此试重应加在叶轮上。
实践表明:加试重是引风机动平衡*关键的一个步骤,若试重加的适当,引风机振动量有明显的变化,所获得的影响系数准确,则可减少加重次数,提高动平衡成功率。
2.3 正式加重做动平衡
获得影响系数后,通过计算或用VT动平衡仪计算出**次加重的质量和相位,然后在相应部位加重,若加重后振动结果还不满意,可进行**次加重,直到满意为止。如果影响系数准确,那么这种加重过程只需2~3次可完成,甚至一次即可成功。
上述加重过程是在引风机高速(工作转速)下的动平衡。VT动平衡仪的信号分析功能可记录引风机在低速下的振动状况,若转子(轴)低频时有大幅振动。则可能是其它原因(如安装基础不牢固,安装螺丝松动或轴承间配合间隙过大)引起,此时可采取相应措施消除,然后再做高速动平衡。
2.4 应用实例
五阳热电厂1#引风机于2004年9月18日作动平衡试验,将光电传感器安装在距引风机轴承1~40mm的位置上,再将光电传感器、磁电式速度传感器与VT动平衡仪连接起来,接通VT动平衡仪电源,开引风机,用磁电式速度传感器在引风机轴承座上测出引风机水平方向振动的*大值及相位(以反光标志处为相位的零位)。根据经验对引风机加试重,**次开引风机,可测出振动的*大值及相位,按照影响系数计算出需要配重的重量及相位点,然后在引风机叶轮对应位置上焊上相应重量的配重块,再开引风机测量其振动值与相位,一般情况下引风机振动值可降至正常值(50μm以下),若振动值仍偏大,可继续配重直至正常为止。
3 结语
自从引风机在线监测与现场高速动平衡技术在五阳热电厂应用以来,一直运行良好,监测到引风机超限运行10次,并及时做到了振动超限引风机的现场高速动平衡,避免了引风机事故的再次发生。通过此次改造,为引风机振动在线监测和振动超限处理问题找到了一个好的途径。