養(yǎng)殖風機廠通風機對鼓風機異常振動診斷分析風機扇葉的運行和養(yǎng)護
摘 要:大慶石化公司污水處理用的鼓風機振動異常。通過振動趨勢圖及頻譜分析,并采取逐點排除法,確認振動異常源于電機。
關鍵詞:鼓風機;頻譜;診斷;電機;松動;動平衡
一、振動概述
2003年12月,大慶石化公司某污水車間C001-4#鼓風機的四個測點振動值升高,至2004年2月,振動進一步加劇。其中最大振動速度從1.9mm/s升至8.4mm/s,遠超過4.5mm/s的允許值。其趨勢圖見圖1。
800){makesmallpic(this,500,700);}" border=0>
二、初步分析
鼓風機電機轉速3 000r/min,功率440kW%,結構簡圖及測點布置見圖2。
800){makesmallpic(this,500,700);}" border=0>
振動趨勢圖顯示3#,4#測點的振動幅值躍升幅度比1#、2#測點大,同時可以看出聯(lián)軸器側的2#、3#測點比1#、4#測點幅值躍升幅度大。經初步分析,認為振動源于電機,并且位于聯(lián)軸器側。具體產生原因可能是由于聯(lián)軸器對中變化(螺栓松動、聯(lián)軸器膠圈磨損等)、地腳松動、軸承損壞或其它原因造成
三、故障分析診斷
1、仔細檢查鼓風機地腳螺栓及對中情況,未發(fā)現(xiàn)異常。脫開聯(lián)軸器單試電機,發(fā)現(xiàn)3#測點的水平振動值達到3.98mm/s,垂直振動值2.87mm/s,軸向振動值4.32mm/s。而此前電機無負載運行的總體振動值小于l.lmm/s,表明電機振動嚴重,導致機組振動異常。
2.、3#測點水平、垂直、軸向的頻譜如圖3所示。從頻譜圖可以看出,振動在水平和軸向較大,頻率以工頻為主,伴隨2、3、4倍等高次諧波。
800){makesmallpic(this,500,700);}" border=0>
3.頻譜分析
(1)轉子質量不平衡導致產生工頻振動。但據(jù)該電機以往振動資料分析,轉子動平衡良好,也未檢修過,不太可能發(fā)生大的改變,故振動的主要原因應該不是動平衡問題。
(2)產生高次諧波有以下原因
①軸承不對中。由于平衡位置發(fā)生變化,軸工程載荷重新分配,軸承油膜呈非線性,在一定條件下出現(xiàn)高次諧波。同時軸承不對中會引起電機軸向振動。
②轉子部件松動。轉子部件松動是非線性和時變的,因此產生非線性振動,將出現(xiàn)大量旋轉頻率的諧波。
轉子機械松動包括軸承與軸承座配合間隙不當、聯(lián)軸器與軸過盈不足等。軸承內圈磨損產生的頻譜和軸承座配合間隙不當產生的頻譜相似,而且軸承內圈磨損后,軸承與軸的配合間隙變大,導致設備動平衡破壞和前后軸承不對中,在頻譜圖上產生工頻及高次諧波,因此電機故障很可能是軸承內圈磨損造成。
檢修電機時,發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器側電機軸已嚴重磨損,實測軸頸尺寸為φ100-0.10mm,電機后側軸頸尺寸為φ100-0.01 mm,從而證實了此前的判斷。
四、解決措施
用噴涂法修復軸頸,使與聯(lián)軸器孔過盈0.02mm.再次單獨運轉電機,3#測點的水平、垂直方向頻譜如圖4所示。
800){makesmallpic(this,500,700);}" border=0>
從中可以看出,檢修后電機徑向振動比檢修前增大了,振動頻率以工頻為主。軸向振動很小,并且振動隨轉速變化而變化,是典型的動不平衡振動這是由于修復電機時。機械加工誤差導致動平衡變化所致。
重新對電機轉子進行動平衡,在左、右配重面分別加了70.1g和104g配重。再次開機,1#、 2#測點振動值均在1.68mm/s以下,狀態(tài)良好。
參考文獻:
[1] 沈慶根北工機器故障診斷技術[M].浙江大學出版社,1994.
[2] 徐敏設備故障診斷手冊[M].西安交通大學出版社,1998.
風機扇葉的運行和養(yǎng)護
2.1 防 雷
由于雷擊能引起風力機不同程度的損壞,因此它是工程師關注的焦點,要設法提高葉片在雷擊下的生存能力?刂评讚舻膸追N經典方法包括采用葉尖附近裸露的接閃器。這些接閃器和導線相連,把雷擊的電流引到葉根。電流在此進入輪轂和主軸,通過電刷把它帶到機艙罩的底盤,最后通到地面。但是,即使有一個良好的傳導路徑至地面,葉片也可能在被雷擊中時分層,這是因為葉片中的任何潮氣在那時都變成了蒸汽。
2.2 漏 油
因為油滲漏后會穿透葉片層板,引起葉片分離。葉片內部縫隙需要清潔控制。葉片外層的油滲漏能造成污垢,降低其運行效果。
2.3 裂 縫
目測葉片裂縫,這是最容易的一種檢查葉片有問題的方法。所有的裂縫應及時報告,以保證它在變成大問題前及時修復。由于裂縫會生長,隨著時間的延長,修補起來會比較貴。裂縫會使水進入葉片,在冰融氣候中引起葉片損壞。
風機扇葉的運行和養(yǎng)護
2.4 污 垢
當翼型變臟后,其性能受到影響。就象一輛汽車的擋風板,葉片也會很快地聚集污垢和蟲子。失速調槳風力機在高風速下失速以保護風力機。這些翼型對前緣上的污垢或蟲子很敏感,它們會使葉片提前失速。
一個變臟的失速定漿翼型可能會損失20%效率,因此保持干凈很重要。在一些地區(qū),每幾個星期對葉片進行清潔是很經濟的。變槳風力機翼型可避免失速,它和失速定槳葉片不同,不受污垢影響。
2.5 前緣腐蝕
在世界上一些地方,前緣腐蝕是一個嚴重的問題,而其它地方可能根本不是一個問題。如果你發(fā)現(xiàn)前緣腐蝕在你的地區(qū)是一個問題時,我們建議使用前緣保護帶,它用于葉片前緣。這些帶子非常耐用,可以防止腐蝕。
2.6 金屬疲勞
雖然大多數(shù)葉片使用纖維制造,但一些葉片零件也采用金屬。擔心的地方是用于槳和葉尖機構的零件托架,因此要尋找這些安裝部件的金屬支撐架上的裂縫。在擰緊葉片緊固件或螺栓時要小心,過緊或過松都會造成嚴重的后果。
2.7 冰
葉片上的積冰非常危險,最好的辦法是把風力機上的冰都除去。冰減少了翼型的效率,使葉輪失去平衡。在極端結冰條件下,風力機經常被迫關掉。
2.8 可展開的葉尖
這些可移動的葉尖用作剎車裝置,防止產生失控。它們用在定槳風力機上。擁有可展開葉尖的葉片需要葉尖維護。針對裂縫和磨損部件,要檢查所有的機構。大多數(shù)帶葉尖的大葉片用電纜連接葉尖至葉根處的激勵機構。這些地方的問題涉及葉尖鎖斷裂、電纜斷裂。葉片可以在沒有葉尖鎖的情況下起作用。但因為葉尖將展開,所以電纜斷了,葉片就不起作用了。
在我們看來,有必要問是否所有的葉片應有可展開的葉尖,作為一個最后的安全措施以防止出現(xiàn)失控。在獨立槳葉片的風力機上已出現(xiàn)過失控。
風機扇葉的運行和養(yǎng)護
2.9 防止葉片損壞
在搬運葉片時,適當保護翼型的薄弱之處很重要。我們經常會看到在搬運葉片時不小心,造成后緣損壞。在用皮帶捆扎起來進行搬運前,我們用一個的護套來保護后緣。
2.10 葉片平衡
葉片必須平衡,使它們不會對風力機其余部分或塔架造成過載。就象汽車的輪子,如果葉片不平衡,旋轉葉片會引起載荷反復擺動。
2.11靜載荷力矩
這是葉片被吊著葉根時的重量。每次輪轂旋轉180度,該重量反向。反向的載荷造成許多損壞,如果葉片設計或制造有誤,它就會在葉根附近斷裂,因為根端所受載荷最大。當葉片越來越長時,它就成為一個關鍵的設計載荷。
2.12 葉片震動缺陷
當葉片越來越大時,風力機就更昂貴,要使用更多的安全裝置。葉片震動可以用加速計測出?刂苾x能改變葉片的節(jié)矩、風力機速度或其它參數(shù)以減小不需要的震動。如果你的風力機在這點上有錯,你需要通知你的工程師。如果不去研究產生的原因,它就會變成一個嚴重的事故。葉片震動缺陷通常需要專門的探測工具,大多數(shù)現(xiàn)場技術人員不具備。我們建議用一名風力機工程師收集和分析數(shù)據(jù),以找出原因。
風機扇葉的運行和養(yǎng)護
2.13 共振頻率
當一個物體的震動固有頻率與風力機轉動速度相匹配時,就產生共振頻率。設計葉片時,其固有頻率必須和葉輪每分鐘轉動的頻率和塔架搖擺頻率不同。否則,正常的葉片跳動在葉片和風力機其它部件共振時被放大,在葉片結構上引起極限載荷。由于葉片形狀象翅膀,它們在拍動方向,以邊緣間不同頻率震動。
當葉片裝在變速風力機上,這些頻率都需被理解,同時共振問題更加復雜。在葉片制造中大的修補或偏離設計會改變葉片重量,也改變共振頻率。這就是為什么風力機可能裝有一個葉片振動傳感器,如果葉片運作接近任何固有頻率,它能使風力機產生故障。
風機扇葉的運行和養(yǎng)護
2.14 失 控
失控是風力機不能停下來。它可能是由于制動或槳工程出錯造成。也可能是控制器或操作誤差引起。這是很危險的情況,因為葉片產生的功率隨著轉速增加繼續(xù)上升。如果發(fā)電機不在線,沒有載荷可阻止每分鐘轉速上升。
當轉速增加,就會產生幾種情況。葉片可能回彈,撞到塔架,或者因為離心力增加,引起葉片飛散。如果這種情況發(fā)生,葉輪會失控甩出去,風力機可能搖晃脫離塔架。因為沒有一個工程是被設計用來對付極限超速,所以塔架或地基可能倒塌,掀翻整個風力機。不要靠近一個失控的風力機,因為它的某些部件可能被甩出幾百英尺遠。由于現(xiàn)代風力機高度很高,倒塌時它要超過一個足球場大小。
2.15 葉片到塔架的間距
在現(xiàn)代風力機設計中,這是一個重要的設計考慮。因為大多數(shù)風力機是迎風的,它們往往會向后彎向塔架。
葉尖和塔架的間距受到以下因素影響:葉片剛度、葉輪轉速、風速、葉片塔架距離、機艙罩傾斜、偏航軸溢出和塔架的形狀。隨著時間延長,偏航軸磨損和葉片老化可能降低葉片和塔架的間距。如果一個葉片撞到了塔架,對葉片是一個災難性事件,它會損壞整個風機和塔架。
風機扇葉的運行和養(yǎng)護
2.16 找出葉片缺陷
通過看,聽和感覺,可找出葉片缺陷。一個好的技術人員會聽風力機和葉片的聲音。一個旋轉的葉片所發(fā)出的聲音如果有任何變化,比如有一個葉片突然開始哨叫,那就意味著葉片中某些部分發(fā)生了變化。
如果你再一次注意到你的風力機會向四周搖擺,而這種情況以前從未發(fā)生過,那可能葉片中的一些部分發(fā)生改變。我們建議使用一副好的雙筒望遠鏡定期掃描檢查葉片蒙皮。也可以使用攝像機攝錄下對葉片蒙皮的掃描,用于以后的評估,并放大懷疑的區(qū)域。但我們建議由同一個人來掃描檢查蒙皮或記錄,這樣使微小的變化也可被看到。不熟練的人可能看不到這些微小變化。
鋒速達是水簾生產廠家|環(huán)?照{生產廠家|屋頂風機廠家|,鋒速達承接規(guī)劃:豬場降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場通風|車間通風|廠房通風|屋頂排風機|屋頂排熱|廠房通風降溫|車間通風降溫|通風換氣排熱降溫工程|屋頂風機安裝|負壓風機安裝|水簾安裝|環(huán)?照{安裝|通風設備安裝|通風降溫設備|通風系統(tǒng)安裝案例|通風降溫系統(tǒng)|屋頂通風機|屋頂排風系統(tǒng)
相關的主題文章: