引風(fēng)機(jī)振動增大原因的診斷與處理

-.z.簡介：在歷次處理引風(fēng)機(jī)故障經(jīng)歷的根底上，通過分析、現(xiàn)場檢測、診斷，認(rèn)為其根底支持剛度缺乏是風(fēng)機(jī)高負(fù)荷振動增大超標(biāo)的主要原因，采用加固根底解決了問題。關(guān)鍵字：引風(fēng)機(jī)支持剛度;振動;診斷;處理1臺300MW機(jī)組鍋爐配備2臺型號為AN25eb、靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)自投運(yùn)以來，因振動超標(biāo)等問題采取過一些措施，但風(fēng)機(jī)振動特性仍表現(xiàn)在空載或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)振動小，在高負(fù)荷、滿負(fù)荷時(shí)振動增大現(xiàn)象，且屢次被迫降負(fù)荷或停風(fēng)機(jī)處理，振動威脅著機(jī)組平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1振動診斷1.1原因分析(1)引風(fēng)機(jī)振動，一般來說其振動源應(yīng)該來自風(fēng)機(jī)本身，如轉(zhuǎn)動部件材料的不均勻性;制造加工誤差產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡;安裝、檢修質(zhì)量不良;鍋爐負(fù)荷變化時(shí)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行調(diào)整不良;轉(zhuǎn)子磨損或損壞，前、后導(dǎo)葉磨損、變形;進(jìn)出口擋板開度調(diào)節(jié)不到位;軸承及軸承座故障等，都可使引風(fēng)機(jī)在很小的干擾力作用下產(chǎn)生振動。但由于采取了一系列相應(yīng)的處理措施，如風(fēng)機(jī)葉輪和后導(dǎo)葉進(jìn)展了防磨處理，軸承使用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，軸承箱與芯筒端板的連接高強(qiáng)螺栓采取了防松措施，對芯筒的支承固定進(jìn)展了改良，還增加了拉筋;嚴(yán)格檢修工藝質(zhì)量，增加引風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動監(jiān)測裝置等，解決了一些實(shí)際問題，風(fēng)機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行良好，但高負(fù)荷振動增大現(xiàn)象仍未能解決。(2)該風(fēng)機(jī)在冷態(tài)下啟動升至工作轉(zhuǎn)速和低負(fù)荷時(shí)振動小，說明隨轉(zhuǎn)速變化由轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起振動的問題影響不大;從風(fēng)機(jī)振動頻譜分析看出風(fēng)機(jī)振動主要是工頻振動，可以排除旋轉(zhuǎn)失速，喘振等影響。(3)用錘擊測量風(fēng)機(jī)葉片的自振頻率，該風(fēng)機(jī)工作頻率(葉片防磨后)為16.5Hz，葉片一階頻率已大于K=7，故對第一類激振力是平安的;該風(fēng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉24片，第二類激振力頻率為16.5×24=396Hz，但頻譜分析中，未發(fā)現(xiàn)有400Hz左右的頻率，可以認(rèn)為第二類激振力對葉片振動和風(fēng)機(jī)振動的影響不大。(4)風(fēng)機(jī)振動主要是高負(fù)荷或滿負(fù)荷振動增大，且振動不穩(wěn)，出現(xiàn)波動或周期性振動。①振動不穩(wěn)可能與鍋爐燃燒調(diào)整、煙氣流速、兩臺并聯(lián)運(yùn)行風(fēng)機(jī)的流量分配等有關(guān)，同時(shí)也反映了風(fēng)機(jī)支承剛度差、可能有局部松動等問題。風(fēng)機(jī)進(jìn)入高負(fù)荷發(fā)生振動增大現(xiàn)象，假設(shè)在此情況下繼續(xù)長時(shí)間運(yùn)行，主軸承可能受損，其根底、臺板、葉輪與主軸聯(lián)接部件就有可能被振松，進(jìn)而使振動更加惡化，最終導(dǎo)致停運(yùn)風(fēng)機(jī)解體檢修。②從風(fēng)機(jī)運(yùn)行承力情況看，高負(fù)荷時(shí)，風(fēng)機(jī)出力增大，根據(jù)作用力與反作用力原理，結(jié)果使支承轉(zhuǎn)子的作用力增大和風(fēng)機(jī)支承根底負(fù)荷增大，如果風(fēng)機(jī)支承根底剛度或相關(guān)連接剛度缺乏，其承載抗擾性能就差。風(fēng)機(jī)振動盡管振源來自風(fēng)機(jī)本身，由于風(fēng)機(jī)構(gòu)造特點(diǎn)，空載或低負(fù)荷存在振動，但沒超標(biāo);當(dāng)風(fēng)機(jī)支承剛度缺乏又在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，會使風(fēng)機(jī)原存在但沒超標(biāo)的振動提供放大振動的條件，出現(xiàn)上述高負(fù)荷振動增大特征，故分析認(rèn)為風(fēng)機(jī)高負(fù)荷振動增大由支承剛度缺乏引起。1.2現(xiàn)場檢測與診斷1.2.1現(xiàn)場檢測為了更進(jìn)一步判斷振動與風(fēng)機(jī)支承剛度缺乏的關(guān)系，在機(jī)組發(fā)電負(fù)荷240MW運(yùn)行情況下，用測振儀對該風(fēng)機(jī)在其出口靠后導(dǎo)葉部位沿機(jī)殼圓周方向和風(fēng)機(jī)支架根底進(jìn)展振動測量。1.2.2分析診斷可以看出引風(fēng)機(jī)各個(gè)位置徑向和軸向的振動差異較大，水平位置的徑向振動分別為226祄和230祄，垂直方向振動分別為26祄和12祄，相差10～20倍，由此可判斷風(fēng)機(jī)橫向支承剛度較差。該風(fēng)機(jī)外殼經(jīng)左右兩側(cè)鋼板支承后分別座落在兩個(gè)水泥基座上，沿軸向共有3組支承，中間支承組在出口后導(dǎo)葉處，是引風(fēng)機(jī)軸承組及轉(zhuǎn)子葉輪等的主要受力支承，為主要研究對象。由圖1中間支承看出，外殼水平振動為247祄，支架處振動123祄，下部83祄，水泥座上部振動77祄，中部48祄，下部22祄，從振動衰減特性看抗振性能較差。B水泥座高1520mm，厚700mm，雖風(fēng)機(jī)鋼板支承為下部橫向加強(qiáng)，但因水泥支座較高相對薄弱，橫向剛度較差。前面分析高負(fù)荷風(fēng)機(jī)出力增大時(shí)，其轉(zhuǎn)子慣性力、軸承及根底支承力增大，引起風(fēng)機(jī)振動的擾動力也會相應(yīng)增大，當(dāng)根底支承橫向剛度差時(shí)，抗擾動性弱，此時(shí)就會明顯顯出風(fēng)機(jī)振動增大現(xiàn)象，這與檢測結(jié)果是一致的。1.3診斷結(jié)論由以上分析、故障處理經(jīng)歷和現(xiàn)場檢測證明，風(fēng)機(jī)支承剛度缺乏是風(fēng)機(jī)高負(fù)荷振動的主要原因。2振動處理(1)考慮到風(fēng)機(jī)各支承組受力情況，煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)獲得能量后，因流體的沖擊擾動作用，在引風(fēng)機(jī)A、B、C三組支承中，A支承主要承受風(fēng)機(jī)重力，B、C支承除受風(fēng)機(jī)重力外，還要承受風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的動負(fù)荷，所以B、C支承的剛度缺乏對其振動影響大，故在加強(qiáng)B、C根底鋼架情況下，主要加強(qiáng)B、C水泥支承剛度。為了加強(qiáng)支承，同時(shí)兼顧檢修維護(hù)空間，又整齊美觀，于是將B、C水泥支承各組的內(nèi)側(cè)從地面0mm向上沿支承700mm打毛，0mm向下-300mm打至基建時(shí)的一次澆鑄面并鑿毛，然后按C20砼標(biāo)準(zhǔn)充實(shí)加固，如圖3所示陰影局部為新加根底。(2)風(fēng)機(jī)解體檢查，更換原損壞零部件等并進(jìn)展常規(guī)檢修調(diào)整工作，檢查并擰緊所有振松的聯(lián)接螺栓及A、B、C支承各地腳螺栓。機(jī)組停運(yùn)擴(kuò)大性小修中進(jìn)展了上述處理后開機(jī)，負(fù)荷從0升至滿負(fù)荷300MW的過程中，在180，240，270，300MW各工況沿風(fēng)機(jī)后導(dǎo)葉圓周外殼屢次現(xiàn)場檢測，其測振結(jié)果如表1。汽輪機(jī)原理及運(yùn)行1、汽輪機(jī)的級：一列噴嘴葉柵和其后相鄰的一列動葉柵構(gòu)成的根本作功單元。2、選擇填空：在膨脹流動過程中，亞音速汽流的速度變化率大于其比體積變化率，通道截面積將隨速度的增大而減小;超音速汽流的速度變化率小于其比體積變化率，通道面積將隨速度的增大而增大。3、填空：(噴嘴損失)是蒸汽在流道內(nèi)的磨擦而損耗的動能。4、根據(jù)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，可將汽輪機(jī)的級分為(純沖動機(jī))、(反動級)、(帶反動度的沖動級)和(復(fù)速級)。5、純沖動級：嘴葉柵中進(jìn)展膨脹，而在動葉柵中蒸汽不膨脹的級稱為純沖動級。6、帶反動度的沖動級：蒸汽的膨脹大局部在噴嘴葉柵中進(jìn)展，只有一小局部在動葉柵中進(jìn)展的級稱為沖動級。7、最正確值使輪周效率到達(dá)最大值。8、最正確速度比為：(*1)op=1/2cosα19、反動級的最正確速度比為：(*1)op=cosα110、簡答：外部損失包括

(1)、軸封漏汽損失;

(2)機(jī)械損失11、多級汽輪機(jī)中的余速利用和重?zé)岈F(xiàn)象，可以使多級汽輪機(jī)的內(nèi)效率與單級汽輪機(jī)的內(nèi)率之比大于1。12、填空：汽輪機(jī)的內(nèi)功率減去機(jī)械損失，得到(軸端功率)13、名詞：彭臺門系數(shù)：通過噴嘴的任一理想流量與同一初始狀態(tài)下臨界流量的比值為彭臺門系數(shù)。14、填空：當(dāng)初壓降低時(shí)，要保持汽輪機(jī)的功率不變，則要開大調(diào)節(jié)閥，(增加進(jìn)汽量)，機(jī)組的軸向推力(相應(yīng)增大)。15、汽輪機(jī)的初溫升高，蒸汽在鍋爐內(nèi)的平均吸熱溫度提高，循環(huán)效率提高，(熱耗率降低)。16、排汽壓力升高，使(排汽溫度)升高。17、當(dāng)外負(fù)荷增加時(shí)，使汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速降低。18、汽輪機(jī)內(nèi)效率的大小主要取決于汽輪機(jī)通流局部的構(gòu)造和機(jī)組運(yùn)行中所帶負(fù)荷的水平。19、汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)方式有噴嘴調(diào)節(jié)、節(jié)流調(diào)節(jié)、滑壓調(diào)節(jié)和復(fù)合調(diào)節(jié)。20、(1)、噴嘴調(diào)節(jié)在調(diào)節(jié)過程中，隨著各調(diào)節(jié)閥的逐個(gè)依次開啟。

(2)、節(jié)流調(diào)節(jié)同時(shí)改變幾個(gè)調(diào)節(jié)閥的開度。

(3)、滑壓調(diào)節(jié)，滑壓運(yùn)行在局部負(fù)荷下節(jié)流損失最小。

(4)、復(fù)合調(diào)節(jié)方式是定壓運(yùn)行和滑壓運(yùn)行的組合。21、名詞:調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性:穩(wěn)定工況時(shí)，機(jī)組功率與轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性。22、調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置同步器后不改變其靜態(tài)特性，只是將靜態(tài)特性曲線近似平移。23、名詞：緩慢率：是在外負(fù)荷變化、機(jī)組輸出功率未變的時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)速的最大變化量與額定轉(zhuǎn)速的比值。24、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)：

(1)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性;

(2)動態(tài)超調(diào)量;

(3)過渡時(shí)間25、名詞：動態(tài)穩(wěn)定性：是指機(jī)組受到擾動時(shí)，能由一個(gè)穩(wěn)定工況過渡到新的穩(wěn)定工況，擾動的動態(tài)響應(yīng)曲線是收斂的。26、轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù)越小，說明轉(zhuǎn)子越易加速，超速可能性越大，轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù)的大小與機(jī)組額定功率的比值成反比。27、提高油動機(jī)工作油壓，可減小油動機(jī)活塞直徑，相應(yīng)減小油動機(jī)時(shí)間常數(shù)。28、填空：為了補(bǔ)償再熱器容積所造成的機(jī)組功率滯后，可在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中增設(shè)(動太校正器)。29、簡答：危急跳閘系統(tǒng)主要監(jiān)視汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速超限、推力瓦磨損、潤滑油壓低、EH油壓低、凝汽器真空低。30、問答：功率校正有兩個(gè)作用：其一是在調(diào)節(jié)的動態(tài)過程中，造成高壓調(diào)節(jié)閥動態(tài)過調(diào)，以補(bǔ)償中、低壓缸功率變化的滯后;其二是對發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)展細(xì)調(diào)，到達(dá)準(zhǔn)確控制機(jī)組輸出電功率的目的。31、單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制的主要目的是在外負(fù)荷變化時(shí)，盡快調(diào)整鍋爐燃燒率和汽輪機(jī)的閥門開度，使能量供求到達(dá)新的平衡。32、為什么增設(shè)協(xié)調(diào)控制的主調(diào)節(jié)器"答：用以改變機(jī)爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)指令，協(xié)調(diào)機(jī)爐之間的能量平衡，控制運(yùn)行方式的切換。33、名詞：熱耗量Q0：在單位時(shí)間(每小時(shí))內(nèi)消耗的熱量稱為熱耗量。34、汽耗率d0:機(jī)組單位發(fā)電量(KW。h)所消耗的蒸汽量(kg)稱為----35、熱耗率是單位發(fā)電量所消耗的熱量，可以反映不同容量、不同參數(shù)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。36、問答：造成加熱器端差上升的原因：

(1)因加熱器水管破裂造成水從管內(nèi)流出或者因疏水器失靈以至汽側(cè)水位升高而淹沒加熱器水管，致使蒸汽凝結(jié)放熱的面積減小，表現(xiàn)為加熱缺乏，端差上升。

(2)加熱器抽氣系統(tǒng)故障或者加熱器漏氣嚴(yán)重(對于處于真空狀態(tài)的加熱器而言)，致使加熱器內(nèi)不凝結(jié)氣體積聚。這些氣體附著在水管外側(cè)，致使傳熱惡化，端差上升。

(3)加熱水管的外表被污染或結(jié)垢，使傳熱熱阻增加，端差上升。

(4)、電廠常采用堵管的方法降臨時(shí)解決加熱器水管破裂的問題，而不至完全切除加熱器，但是當(dāng)堵塞的管束過多時(shí)，就會造成傳熱面積減小而引起端差的上升。37、機(jī)組運(yùn)行時(shí)，抽汽壓損增加將使加熱器內(nèi)壓力降低，假設(shè)端差不變，則加熱器出口水溫降低。38、加熱器切除機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性會因此而降低。切除高壓加熱器后在新汽流量保持不變且通流局部又允許時(shí)，將獲得可觀的超額功率，但熱經(jīng)濟(jì)性降低。39、加熱器的疏水方式一般有兩種，一種是逐級自流，一種是采用疏水泵將疏水送入回?zé)崞鞒隹谀Y(jié)水管道。40、凝汽器水位過高，真空降低，過冷度增大。41、滑壓運(yùn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)：

(1)、滑壓運(yùn)行可以提高汽輪機(jī)對外負(fù)荷變化的適應(yīng)性。

(2)滑壓運(yùn)行可以延長機(jī)組使用壽命。

(3)、滑壓運(yùn)行在一定程度上提高了機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。42、為什么滑壓運(yùn)行與定壓運(yùn)行相比，在一樣的局部負(fù)荷下，汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率相應(yīng)提高"答：

(1)局部負(fù)荷下保持開啟的調(diào)節(jié)閥處于全開狀態(tài)，進(jìn)汽節(jié)流損失相應(yīng)減小。

(2)調(diào)節(jié)級具有壓力級的特性，在局部負(fù)荷下可保持級效率不變。

(3)末級組各級的濕度相對減小，而減少了濕氣損失，從而提高了末級的級效率。43、為什么在一樣的局部負(fù)荷下可降低水泵的耗功量，減少廠用電的消耗"

答：滑壓運(yùn)行低負(fù)荷時(shí)，鍋爐給水流量和壓力隨之減少，給水泵可以低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，因此可以采用調(diào)速給水泵，特別是采用變速小汽輪機(jī)帶動給水泵。44、高負(fù)荷時(shí)，主蒸汽壓力采用定-滑-定方式45、調(diào)峰：電網(wǎng)對負(fù)荷進(jìn)展調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)的發(fā)電量和供電量保持平衡，電網(wǎng)的這一調(diào)節(jié)過程稱為調(diào)峰。46、汽耗率不但與有效汽耗，而且與空載汽耗有關(guān)。47、填空：對于包括鍋爐在內(nèi)的單元機(jī)組，其負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配應(yīng)按能耗微增率相等的原則進(jìn)展，即當(dāng)總負(fù)荷一定時(shí)，各單元機(jī)組所分配的負(fù)荷使其微增率相等，總的能耗到達(dá)最小。48、金屬材料在受力較大時(shí)，可能產(chǎn)生塑性變形，稱為屈服現(xiàn)象。試件受拉力時(shí)的應(yīng)力值，稱為材料的屈服極限。49、金屬材料在一定的溫度和拉力持續(xù)作用下，會發(fā)生斷裂。溫度愈高、應(yīng)為愈大，其斷裂前的承載時(shí)間愈短。50、工程上定義材料試件經(jīng)歷10ˇ7次應(yīng)力循環(huán)才斷裂的應(yīng)力變化幅值為材料的疲勞極限。51、汽缸壁的平均應(yīng)力與其汽缸內(nèi)、外壓力差成正比。52、噴嘴葉柵流道積垢，將使隔板兩側(cè)蒸汽的壓力差增大。53、轉(zhuǎn)子內(nèi)每一層都承受其外層質(zhì)量產(chǎn)生的離心力，因此其中心孔外表、葉輪軸向中心線處的切向離心拉應(yīng)力最大。54、等截面直葉片型線根部截面的彎矩最大，彎曲應(yīng)力也最大。55、蒸汽對動葉作用力的方向是動葉片型線背弧的彎曲應(yīng)力為壓應(yīng)力。56、影響轉(zhuǎn)子相對脹差的因素：

(1)、通流局部各級蒸汽溫度的變化速度。

(2)、軸封供汽溫度。

(3)、汽缸法蘭內(nèi)、外壁溫差。

(4)、汽缸夾層的蒸汽溫度。

(5)、汽缸排汽溫度。

(6)、摩擦鼓風(fēng)損失。

(7)、轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)效應(yīng)。57、對一個(gè)動葉片而言，每經(jīng)過一個(gè)噴嘴流道，蒸汽對動葉片的沖擊力變化一次。這種交變的蒸汽作用力稱為高頻激振力。58、動葉片振動的分類：B型振動其頂點(diǎn)平衡位置不動，振幅為零。59、頻率分散度是同一級葉片自振率的最大值fma*-和最小值fmin之差與其平均值之比。60、不調(diào)頻葉片的平安準(zhǔn)則為：Ab≥[Ab]。61、不允許葉片或葉片組在共振條件下工作，稱為調(diào)頻葉片。62、綜合題：衡的離心力的原因：

(1)、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡。

(2)、轉(zhuǎn)子彎曲造成質(zhì)量不平衡。

(3)、轉(zhuǎn)子上套裝零件松動造成的質(zhì)量不平衡。轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起各自振動的特征：由于不平衡離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，受迫振動的振幅也與轉(zhuǎn)速的平方成正比。對于轉(zhuǎn)子彎曲造成的質(zhì)量不平衡，不平衡離心力的方向與轉(zhuǎn)子彎曲的方向一致。轉(zhuǎn)速不變，其最大振幅的相位與晃度相位的夾角不變;轉(zhuǎn)速升高，此夾角隨之增大。對于套裝件松動造成的質(zhì)量不平衡，其定位鍵限制質(zhì)量偏心的方向，最大振幅的相位與其定位鍵的相位有關(guān)。轉(zhuǎn)速升高，最大振幅的相位與其定位鍵相位的夾角增大，且松動間隙加大，振幅隨轉(zhuǎn)速升高增加的比例大于轉(zhuǎn)速的平方。63、工作轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速的為撓性轉(zhuǎn)子。64、額定參數(shù)啟動采用母管制連接的汽輪機(jī)。65、對于采用滑參數(shù)啟動的機(jī)組，鍋爐點(diǎn)火前，凝汽器內(nèi)應(yīng)建立適