旋轉(zhuǎn)機械在線主動平衡技術(shù)(上海)

1、為什么要研究主動平衡？研究背景n催化裝置的關(guān)鍵設備煙機（煙氣透平），經(jīng)常發(fā)生由于催化劑進入機內(nèi)造成轉(zhuǎn)子不平衡、產(chǎn)生強烈振動的現(xiàn)象。多數(shù)一年內(nèi)要檢修23次，每次要56天，損失巨大，已經(jīng)成為石化企業(yè)設備多年未解決的老大難問題。n壓縮機、燃氣輪機或電機等串聯(lián)的機組，即使各轉(zhuǎn)子經(jīng)嚴格動平衡，且安裝對中良好，運轉(zhuǎn)起來也可能發(fā)生不平衡引起的強烈振動。n合成氨離心壓縮機，葉輪中緩慢沉積的污垢增大到一定程度時，會導致原來動平衡的破壞，以至于必須停車13天進行現(xiàn)場動平衡，僅產(chǎn)量每次就損失45006000噸。撓性轉(zhuǎn)子軸系的現(xiàn)場平衡n汽輪機組等由多個撓性轉(zhuǎn)子組成的軸系，雖然各個轉(zhuǎn)子安裝前都已經(jīng)過了低速或高速動平衡，

2、但在現(xiàn)場組成機組進行調(diào)試時，有時還需要進行整個軸系的現(xiàn)場動平衡，其原因是：n1、各轉(zhuǎn)子連成軸系后，臨界轉(zhuǎn)速和振型都發(fā)生了變化，因而單個轉(zhuǎn)子的殘余不平衡量可能激發(fā)起軸系較明顯的振動。n2、個別轉(zhuǎn)子（如汽輪機轉(zhuǎn)子）沒有進行高速動平衡，有些零件（如波形聯(lián)軸節(jié)等）沒有與轉(zhuǎn)子一起參加動平衡。n3、各個轉(zhuǎn)子對中不良，支承點標高調(diào)整不當以及基礎有不均勻沉降等。n4、轉(zhuǎn)子運行后發(fā)生熱變形和內(nèi)應力的變化。 現(xiàn)場軸系動平衡的現(xiàn)狀 n70年代中期生產(chǎn)的200MW、300MW機組，大約有60%以上. n90年代中、后期生產(chǎn)的引進型300MW、600MW機組，在現(xiàn)場需進行軸系動平衡的比例高達7080. n國內(nèi)安裝的國外

3、制造的機組，對于不同的制造廠，一般也不低于 25%. 現(xiàn)場軸系動平衡的難點 花錢多耗時長 .例如200MW汽輪機發(fā)電機組作現(xiàn)場動平衡時，每天最多起動2次，每次起動花費10余萬元。國內(nèi)外自動平衡技術(shù)概述國內(nèi)外現(xiàn)狀 紅外線遙控主動平衡裝置（哈工大）國內(nèi)、外主動平衡技術(shù)的比較n轉(zhuǎn)速-恒速與變速國內(nèi)：轉(zhuǎn)子單轉(zhuǎn)速及緩慢變速下的主動平衡。國外：隨轉(zhuǎn)速變化的柔性轉(zhuǎn)子的快速變速過程（多平衡轉(zhuǎn)速、多校正面的平衡綜合優(yōu)化問題）國內(nèi)、外主動平衡技術(shù)的比較n國內(nèi)：單平衡頭（平衡單面轉(zhuǎn)子）；國外：二或三面雙向平衡頭（平衡多面轉(zhuǎn)子） n平衡時間：國內(nèi)-90，180秒-5，6分鐘（1995年）。30秒（2000年）國外-1

4、0幾秒. n高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速：國內(nèi)-1659-1770rpm，4800 rpm，國外-40000rpm全轉(zhuǎn)速. n工程實用：國內(nèi)-剛性、單盤轉(zhuǎn)子（浙江上虞風機）；國外-柔性、多盤轉(zhuǎn)子（汽輪機）。EM主動平衡裝置EM主動平衡裝置的特點n裝有兩個配重的配重盤永久地裝在轉(zhuǎn)子上。n不需要電力的永久磁鐵固定配重盤的位置。n配重盤的位置則由控制器連續(xù)地調(diào)節(jié),進行平衡校正，減小振動。 n無接觸能量傳輸:靜環(huán)無接觸線圈組件提供能量來驅(qū)動配重盤。配重盤的結(jié)構(gòu)特點n在機器的整個運行過程中，在數(shù)秒內(nèi)完成多平面、多轉(zhuǎn)速的不平衡質(zhì)量校正。消除了費時、費力的人工動平衡。不需要人工參與和停工檢修，減少了機器的起車時間。 n該

5、系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測和診斷機器振動狀態(tài)，提供了預知維修的工具。n突然的停電或控制器停止工作，只能使動平衡校正處在最近一次優(yōu)化的位置上。n首次在國內(nèi)大型機組上實現(xiàn)不用停機的在線主動平衡，在自愈技術(shù)的工程應用上取得重大突破。 性能參數(shù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速30040,000 rpm校正能力20 g.mm28 kg.cm取決于轉(zhuǎn)速和可用空間分辯率（校正能力的%）15%平衡時間110秒平衡環(huán)內(nèi)徑38530mm適用溫度-67302，特殊需要可達500能源動力220VAC，5Amp重量115 lb（每個平衡平面）(6.81KG)動環(huán)和靜環(huán)之間的間隙0.020(0.508mm)在風機中的應用BALANCER在壓縮機中的應用n石化

6、行業(yè)中某汽輪機組驅(qū)動的某離心壓縮機組經(jīng)常發(fā)生轉(zhuǎn)子不平衡導致的振動問題，每次必須停機花費34天進行現(xiàn)場動平衡，僅產(chǎn)量每次就損失45006000噸。n在高壓壓縮機兩端應用兩只在線主動平衡環(huán)后，消除了該機組的這個問題，已連續(xù)安全穩(wěn)定運行了兩年多。技術(shù)經(jīng)濟分析及經(jīng)濟效益、社會效益預測n對于石化大型機組來說，每提前投入運行一個小時都是以萬元來計算的。n如果采用基于主動平衡的透平機械故障調(diào)控系統(tǒng)，不用停機，在正常轉(zhuǎn)速下就能解決問題。n所以，主動平衡技術(shù)帶來的經(jīng)濟效益和社會效益是難以估量的。轉(zhuǎn)子試驗臺中的主動平衡系統(tǒng)圖1、第一次開車時，沒有使用自動平衡裝置時，過臨界轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子的振幅約為500微米圖2、第二次開車時，使用了自動平衡裝置，過臨界轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子的振幅約為200微米圖3、第三次開車時，自動平衡裝置保留了最佳動平衡數(shù)據(jù)，過臨界轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子的振幅約為100微米 主動平衡系統(tǒng)在離心壓縮機組中的應用在壓縮機組中的應用方案在煉油廠煙機上應用n在煉油廠煙機上應用，可以解決由于催化劑進入機內(nèi)造成的轉(zhuǎn)子