- 屋頂風(fēng)機(jī)240cm屋頂風(fēng)機(jī)83cm
- 145cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)54寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 120cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)46寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 100cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)36寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 90cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)32寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 75cm負(fù)壓風(fēng)機(jī)28寸玻璃鋼風(fēng)機(jī)
- 地溝風(fēng)機(jī)畜牧風(fēng)機(jī)
- 冷風(fēng)機(jī)/環(huán)保空調(diào)/移動(dòng)冷風(fēng)機(jī)
- 塑料水簾/紙水簾
- 玻璃鋼風(fēng)機(jī)外框|風(fēng)機(jī)風(fēng)葉加工
通風(fēng)除塵應(yīng)用頻譜分析法檢測(cè)診斷風(fēng)機(jī)故障實(shí)例燃油燃?xì)忮仩t房的通
1概述
風(fēng)機(jī)由于運(yùn)行工況惡劣、設(shè)備負(fù)荷設(shè)計(jì)冗余度偏低,以及轉(zhuǎn)動(dòng)部件的潤滑可靠性差等原因,使其故障率往往居高不下,這樣就為裝置的安全穩(wěn)定生產(chǎn)造成了極大的隱患,所以應(yīng)當(dāng)在設(shè)備運(yùn)行期間對(duì)各個(gè)重點(diǎn)部位進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè),掌握運(yùn)行狀況,根據(jù)生產(chǎn)需要制訂預(yù)測(cè)性維修計(jì)劃,明確設(shè)備維修范圍和工作量,使企業(yè)有效地減少維修費(fèi)用[1]。
2實(shí)例分析
2.1設(shè)備簡介
某廠風(fēng)機(jī)機(jī)組是為輔助鍋爐提供助燃的壓力空氣。這臺(tái)設(shè)備運(yùn)行情況的好壞,將直接影響該廠全套裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行。機(jī)組由兩臺(tái)獨(dú)立的對(duì)置安裝的風(fēng)機(jī)組成,分別使用汽輪機(jī)和電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。以下對(duì)設(shè)備作一下簡要說明。
2.1.1基本參數(shù)
軸功率:400kW
吸入壓力:常壓
排出壓力:5200Pa
排出溫度:20~45ºC
吸入/排出流量:1593m³/min
2.1.2結(jié)構(gòu)簡介
如圖1和圖2所示,該風(fēng)機(jī)采用懸臂式結(jié)構(gòu),使用兩個(gè)獨(dú)立的軸承座支承轉(zhuǎn)子。風(fēng)機(jī)側(cè)軸承座為轉(zhuǎn)子定位端,汽(電)機(jī)側(cè)為轉(zhuǎn)子自由端,這樣,轉(zhuǎn)子熱膨脹就是以風(fēng)機(jī)側(cè)軸承座為零點(diǎn)向兩端發(fā)生。兩支承軸承型號(hào)為22222CK+H322為錐孔雙列向心球面滾子軸承,具有承受一定的軸向力。該軸承在轉(zhuǎn)子軸上的軸向定位形式是依靠帶有外錐面的軸套H322和22222CK軸承的錐面內(nèi)孔的相互配合,將鎖母壓緊,使軸承內(nèi)圈產(chǎn)生軸向位移,使H322軸套錐面發(fā)生徑向變形,(H322軸套上的軸向溝槽就是使徑向變形更容易產(chǎn)生),從而達(dá)到緊固的目的。軸承座前后油封采用迷宮型油擋,其油擋半徑間隙0.06~0.10㎜。
2.1.3儀表監(jiān)控工程
該風(fēng)機(jī)不使用在線的振動(dòng)監(jiān)控儀表監(jiān)控工程,僅在兩端軸承座上裝有溫度計(jì)以監(jiān)測(cè)軸承溫度。
2.2問題的提出
在該機(jī)組運(yùn)行期間,發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)軸承處的振動(dòng)強(qiáng)度明顯增大,振動(dòng)的速度值超過10㎜/s。遂進(jìn)行停車處理。對(duì)設(shè)備檢查時(shí)發(fā)現(xiàn):定位側(cè)軸承座上半體出現(xiàn)兩條尚未貫穿的軸向裂紋。由于缺乏備件,當(dāng)時(shí)對(duì)軸承座進(jìn)行了簡單的加固處理,用夾具以及底部焊接在基礎(chǔ)上的4條M18的錨螺栓將軸承座加固。經(jīng)過上述處理后,振動(dòng)強(qiáng)度有所下降。在接下來的幾天中,由于錨螺栓因振動(dòng)而導(dǎo)致螺母松動(dòng),使振動(dòng)強(qiáng)度又有所回升。在此期間,只要重新緊固錨螺栓。振動(dòng)的強(qiáng)度就會(huì)有一定程度的下降。問題的關(guān)鍵是:究竟是什么原因使轉(zhuǎn)子振動(dòng)強(qiáng)度增加,并且能夠達(dá)到如此高的峰值,導(dǎo)致軸承座損壞。只有找到引起振動(dòng)的主要因素,然后進(jìn)行針對(duì)性的整改,才能從根本上解決這個(gè)設(shè)備故障。
2.3故障原因分析
以風(fēng)機(jī)定位端軸承座垂直方向的頻譜圖(見圖3)為例進(jìn)行分析。
首先判斷是否為軸承本身的組件發(fā)生故障,這樣必須確認(rèn)該軸承故障的特征頻率:
風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的正常轉(zhuǎn)速為1490r/min,這樣,其振動(dòng)的1倍頻(即工頻)為f工=1490/60=24.8333Hz,其2倍頻為49.6666Hz。由表1計(jì)算出對(duì)應(yīng)的軸承故障特征頻率,見表2。
由圖3的振動(dòng)頻譜中沒有發(fā)現(xiàn)22222CK軸承的故障特征頻率所表現(xiàn)的峰值,這樣,可以排除因軸承滾動(dòng)體、內(nèi)外圈滑道缺陷造成的振動(dòng)。但不能排除因內(nèi)圈內(nèi)孔相對(duì)于轉(zhuǎn)子偏心等軸承損傷故障導(dǎo)致振動(dòng)的可能。根據(jù)圖3振動(dòng)頻譜圖分析可以初步得出以下判斷。
(1)振動(dòng)的主流頻率是工頻以及工頻的高次諧波。
(2)軸承組件的特征頻率基本上沒有表現(xiàn),可以在很大程度上排除由于軸承滾動(dòng)體碎裂、內(nèi)外圈滑道出現(xiàn)剝落、保持架嚴(yán)重磨損等軸承損壞原因?qū)е碌霓D(zhuǎn)子振動(dòng)。由于能夠引起工頻振動(dòng)的原因很多,如轉(zhuǎn)子不平衡,部件松動(dòng),軸頸與軸承不對(duì)中等,必須使用其他判據(jù)來輔助判斷。
(3)目前的判斷可以排除的可能性是轉(zhuǎn)子不對(duì)中引起的故障。原因:在各個(gè)測(cè)振點(diǎn)的各個(gè)方向上的頻譜圖中振動(dòng)的2倍頻成分含量都比較低,且2倍頻的諧波成分也不具有峰值。如果轉(zhuǎn)子對(duì)中存在問題,那么自由側(cè)的軸承座(離電機(jī)較近)的振動(dòng)強(qiáng)度理論上應(yīng)稍高于定位側(cè),而實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)正好相反。
表1軸承故障特征頻率[4]
振動(dòng)原因特征軸承構(gòu)造引起的振動(dòng)滾動(dòng)體傳輸振動(dòng)Zƒc軸彎曲或軸裝偏Zƒc±ƒ0滾動(dòng)體直徑不一致ƒc 或 nƒc±ƒ0軸承不同心引起的振動(dòng)兩軸承不對(duì)中0.5ƒ0軸承支座裝配松動(dòng)內(nèi)圈內(nèi)徑圓度誤差2ƒc軸頸劃傷或進(jìn)入異物軸承損傷引起的振動(dòng)內(nèi)圈偏心內(nèi)圈點(diǎn)蝕nƒ0nZƒInZƒi±ƒ0nZƒi±ƒc外圈點(diǎn)蝕nZƒ0內(nèi)圈剝落ZƒI外圈剝落Zƒc滾動(dòng)體剝落Zƒb
表中:Z——滾動(dòng)體數(shù);ƒ0————轉(zhuǎn)子的工頻(Hz);ƒI————內(nèi)圈頻率(Hz);ƒc————外圈頻率(Hz);ƒb————滾動(dòng)體頻率(Hz);n——正整數(shù)。
前言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,環(huán)境保護(hù)要求的提高,電力及石油、天然氣等能源供求關(guān)系的變化,近年來燃油燃?xì)忮仩t使用得越來越多。而燃油燃?xì)忮仩t房的設(shè)計(jì)關(guān)系到人民生命和國家財(cái)產(chǎn)的安全,也是能否保證鍋爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵。在鍋爐房設(shè)計(jì)中除了鍋爐房的位置、容量等要滿足有關(guān)規(guī)范要求外,其通風(fēng)工程的設(shè)計(jì)也是一個(gè)重要內(nèi)容。但由于現(xiàn)有的規(guī)范和手冊(cè)中涉及通風(fēng)的內(nèi)容不多,也沒有具體的給出設(shè)計(jì)計(jì)算方法,給設(shè)計(jì)帶來一定的困難。本文就這方面問題,結(jié)合筆者的工程經(jīng)驗(yàn),作一些分析、計(jì)算和討論,提出自己的觀點(diǎn),供大家參考。
1 燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)工程設(shè)計(jì)原則
1.1 根據(jù)《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50041-92)第13.3.2條規(guī)定:鍋爐間、凝結(jié)水箱間、水泵油泵間等余熱,宜采用有組織的自然通風(fēng)排除,當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí),應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。鍋爐房內(nèi)的余熱主要來自鍋爐本體、汽水管道、煙道、水箱等排熱損失。這就涉及到鍋爐房內(nèi)各房間夏季要保持多少溫度較合適的問題,而溫度的高低決定了采用何種通風(fēng)方式及通風(fēng)量的大小。雖然現(xiàn)在的燃油燃?xì)忮仩t自動(dòng)化程度較高,操作人員大多時(shí)間在設(shè)有空調(diào)的控制室內(nèi),但其他房間的溫度也不宜太高,所以通風(fēng)量的大小首先應(yīng)從消除余熱來考慮。
1.2 按照《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50041-92)第13.3.6至13.3.8條規(guī)定:設(shè)在其它建筑物內(nèi)的燃?xì)忮仩t間應(yīng)有每小時(shí)不少于3次的換氣量,換氣量中不包括鍋爐燃燒用風(fēng)量。燃?xì)庹{(diào)壓間等有操作危險(xiǎn)的房間,應(yīng)有每小時(shí)不少于3次的換氣量,當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí),應(yīng)設(shè)置機(jī)械通風(fēng)裝置,并應(yīng)有每小時(shí)換氣不少于8次的事故通風(fēng)裝置。燃油泵房和貯存閃點(diǎn)小于45℃的易燃油品的地下油庫,除了用自然通風(fēng)外,燃油泵房應(yīng)有每小時(shí)換氣次數(shù)10次的機(jī)械通風(fēng)裝置,油庫應(yīng)有每小時(shí)換氣6次的機(jī)械通風(fēng)裝置。以上三條均是為了保證排除各房間內(nèi)空氣中易燃易爆油氣而規(guī)定設(shè)置的最小通風(fēng)量。
1.3 鍋爐間、油泵油箱間、燃?xì)庹{(diào)壓間一般采用水噴霧或氣體滅火工程。如采用氣體滅火裝置,則一旦發(fā)生火災(zāi),啟動(dòng)滅火工程工作,同時(shí)要關(guān)閉通風(fēng)工程及出入這些房間風(fēng)道上的閥門。確定火熄滅后,再啟動(dòng)通風(fēng)工程,排除殘留氣體,為保證滅火后能從室內(nèi)下部地帶排除殘留廢氣,房間的換氣次數(shù)不少于4次/h,并于房間下部設(shè)置通風(fēng)口。這就從消防方面規(guī)定了通風(fēng)工程風(fēng)量。
1.4 燃油燃?xì)忮仩t運(yùn)行時(shí),需要有充足的空氣才能保證燃料的充分燃燒。而各種燃料所需的空氣量是不同的,所以要通過計(jì)算確定所需的通風(fēng)量。
以上是燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)工程設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的幾個(gè)方面,下面重點(diǎn)討論通風(fēng)量的確定方法。
2 燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)量的確定
為了敘述的方便,下面以燃油鍋爐房為例,且以 0#柴油為燃料作具體計(jì)算。至于燃?xì)忮仩t房及各種其它燃料,可根據(jù)有關(guān)資料,參照下面的方法類推。
2.1 燃料燃燒空氣需要量和產(chǎn)生的煙氣量
a.空氣需要量:根據(jù)有關(guān)資料,每kg燃料完全燃燒所需要的空氣量為:
V=αV0=α(+2)
式中:α——過量空氣系數(shù),一般取1.2;
Q——燃料的低位發(fā)熱量,對(duì)0#柴油為42 900kJ/kg;
V0——1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣量。則有:
V0=+2=+2=10.71 (m3/kg)
所以每kg燃料完全燃燒所需要的空氣量為:
Va=1.2V0=1.2×10.71=12.85 (m3/kg)
b.產(chǎn)生煙氣量:每kg燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量為
Vy=VRO2+V0N2+V0H2O+1.0161(α-1)V0
式中:
VRO2=0.01866(Cy+0.375Sy)=1.6 (m3/kg)
V0N2=0.79V0+0.008Ny=8.46 (m3/kg)
V0H2O=0.111Hy+0.0124Wy+0/0161V0=1.67 (m3/kg)
。▽(duì)0#柴油,Cy=85.6,Sy=0.25,Ny=0.04,Hy=13.5,Wy=0)
則每kg燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣量為:
Vy=1.6+8.46+1.67+1.0161×(1.2-1)×10.71
=13.906 (m3/kg)
c.以筆者設(shè)計(jì)的某鍋爐房為例,設(shè)置2臺(tái)2t/h的燃油鍋爐,其鍋爐間面積約150m2,層高6m,每臺(tái)鍋爐耗油量為140kg/h。則2臺(tái)鍋爐全部滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)所需要的空氣量為:
Va×140×2=12.85×140×2=3 598 (m3/h)
換氣次數(shù)為4次/h(不考慮不同狀態(tài)下的修正,以下同),所產(chǎn)生的煙氣量為
Vy×140×2=13.906×140×2=3 895 (m3/h)
煙氣量是鍋爐房煙道、煙囪設(shè)計(jì)的依據(jù)。
d .常用燃料燃燒空氣需要量和產(chǎn)生的煙氣量見下表1:
2.2 排除鍋爐房內(nèi)余熱所需的通風(fēng)量
a.鍋爐間內(nèi)余熱計(jì)算
鍋爐間的余熱主要來自鍋爐本體、汽水管道及煙道等排熱損失。對(duì)于目前普遍使用的進(jìn)口或國產(chǎn)燃油燃?xì)忮仩t,通過鍋爐的熱平衡分析,可知其排熱損失約為2%。對(duì)于上述2臺(tái)2t/h的鍋爐房,其余熱量為:
Q= Q×140×2×2%/4.18=42 900×140×2×2%/4.18=57 473(kcal/h)=67 (kW)
b.排除余熱所需要的通風(fēng)量
假如鍋爐房溫度夏季保持在40℃左右,則余熱中一部分通過房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳到室外,其余由通風(fēng)帶走。由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量經(jīng)過計(jì)算可知,相對(duì)較小,可忽略不計(jì),故排除余熱所需通風(fēng)量為:
V=
式中:Q —鍋爐房內(nèi)余熱量,由上面計(jì)算可得;
t —室外通風(fēng)計(jì)算溫度,南京地區(qū)為32℃;
ρ 、c —空氣的密度、比熱。
將有關(guān)數(shù)值代入上式,可得
V==23 172 (m3/h)
2.3 經(jīng)過以上計(jì)算,對(duì)2臺(tái)2t/h的鍋爐房,要保持鍋爐間內(nèi)溫度在40℃以下,則需要約26次/h的通風(fēng)量,而為了保證2臺(tái)鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)燃料的充分燃燒,則需要的空氣量約為4次/h。而目前鍋爐房設(shè)計(jì)中,通風(fēng)量一般只有6~10次/h,送風(fēng)量一般為通風(fēng)量的50%~90%,這樣很難滿足上述要求,所以大多數(shù)鍋爐房內(nèi)溫度較高。尤其是在夏季容量較大的地下鍋爐房,由于無法進(jìn)行自然通風(fēng),機(jī)械通風(fēng)量又較小時(shí),其溫度可達(dá)50℃以上,而且往往燃燒所需的空氣量得不到保證。
3 結(jié)束語
3.1 燃油燃?xì)忮仩t房通風(fēng)工程設(shè)計(jì)時(shí),首先要計(jì)算排除鍋爐房內(nèi)余熱所需要的通風(fēng)量,再計(jì)算鍋爐燃燒所需要的空氣量。由于燃燒所需要的空氣量是由燃燒器從鍋爐房抽走的,所以在選用鍋爐房送通風(fēng)機(jī)型號(hào)時(shí)送(補(bǔ))風(fēng)機(jī)的風(fēng)量即為排除余熱所需要的通風(fēng)量,而通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為上述兩者之差。
3.2 根據(jù)以上送、通風(fēng)量,校核是否滿足有關(guān)規(guī)范要求的排除易燃易爆油氣所需的換氣次數(shù)。
3.3 所有安裝在有易燃易爆危險(xiǎn)房間內(nèi)的通風(fēng)裝置應(yīng)有防爆措施。
3.4 確定送、通風(fēng)量時(shí)還要考慮到對(duì)鍋爐房內(nèi)外空氣壓差的影響,因?yàn)殄仩t房內(nèi)保持正壓或負(fù)壓關(guān)系到燃燒器的調(diào)節(jié)和煙道、煙囪的設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
1 燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社
2 鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范(GB52041-92),中國計(jì)劃出版社
3 民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)措施,中國建筑工業(yè)出版社,1996
通風(fēng)除塵
降溫設(shè)備
屋頂排熱風(fēng)機(jī)
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