風(fēng)機(jī)振動(dòng)分析的誤區(qū)及治理

邵念

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8 m0 q) _& N, K. v$ K1 S1 ^摘　要：L3N 3575.04.84 DBL6T型燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī),，按計(jì)劃停機(jī)檢修發(fā)現(xiàn)非驅(qū)動(dòng)端風(fēng)機(jī)軸瓦損壞,，更換后對(duì)中找正，風(fēng)機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)。葉輪動(dòng)平衡后啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，振動(dòng)正常，7-8h后振動(dòng)急劇上升,。經(jīng)過(guò)不斷調(diào)整風(fēng)門(mén)和廢氣溫度，42h后又恢復(fù)正常,。又運(yùn)行五個(gè)月再次計(jì)劃?rùn)z修吹掃葉輪,、緊固軸承座螺打后，多次啟車(chē)均因振速高跳閘,。再進(jìn)行動(dòng)平衡,，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)振速正常，運(yùn)行7-8h后振速急劇上升,，不斷調(diào)整風(fēng)門(mén)和廢氣溫度后,，又自動(dòng)恢復(fù)正常。這一現(xiàn)象如何解釋呢？從對(duì)中找正,、動(dòng)平衡,、聯(lián)軸器端面間隙調(diào)整的誤區(qū)中可找到答案。
關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)　對(duì)中　動(dòng)平衡　振動(dòng)分析　誤區(qū)
風(fēng)機(jī)型號(hào)L3N 3575.04.84 DBL.6T,，英國(guó)豪頓公司2003年制造,，用于燒結(jié)廢氣處理，葉輪直徑3718mm,，重量615kg,，轉(zhuǎn)速1000r/min，雙側(cè)進(jìn)氣方式,，軸承為直徑254mm滑動(dòng)軸承,。電機(jī)型號(hào)1DE5907-6HC60-Z，西門(mén)子產(chǎn)6500kW, 6kV 50Hz,，轉(zhuǎn)速1000r/min,。彈性限定端浮動(dòng)聯(lián)軸器，浮動(dòng)范圍±3.Omm,。
9 R0 W$ a+ v' Y1 c% R1 X一,、對(duì)中找正的誤區(qū)
1 p7 ^2 P3 W' C) M. y% ~1 O$ q2 Z/ Q1．檢修操作過(guò)程
3 H* U* u: v% S3 l9 D* S& H+ `0 r" Z6 g風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端，更換了新軸瓦,，由于新瓦與舊瓦的尺寸不同,，風(fēng)機(jī)和電機(jī)對(duì)中不良，主軸水平度0.17mm/m,，非驅(qū)動(dòng)端稍高。將軸承座地腳螺栓全部緊一遍,，重新對(duì)中,，結(jié)果良好。電機(jī)稍高O.Olmm,，風(fēng)機(jī)試運(yùn)行,，振動(dòng)值較大。
0 ^3 k. r' k: c2 e. x2．分析
) b. K; V4 \* f7 w( R* |2 ^在風(fēng)機(jī)停機(jī)后不久的熱狀態(tài)下找正,，風(fēng)機(jī)葉輪降溫慢,，電機(jī)轉(zhuǎn)子降溫快，引起電機(jī),、風(fēng)機(jī)兩個(gè)軸承座出現(xiàn)溫差,。由于熱膨脹的原因，電機(jī)與風(fēng)機(jī)中心變化不同,，造成數(shù)據(jù)失真,，出現(xiàn)找正錯(cuò)誤。計(jì)算如下：[1][2]
" ~/ w0 {5 m& W" ]$ u1 f(1)電機(jī)中心線由于熱膨脹的變化量L1
L1＝H1Δt1α＝900×20×11×10-6＝0.198mm
( P$ M. `& z/ w* }式中　H1—電機(jī)驅(qū)動(dòng)端中心線高900mm
, O2 Q6 l: C3 P( [- s/ t; @4 B△t1—找正時(shí)與外界溫差為10℃
# t3 A4 A9 D/ y1 C+ Mα—鑄鐵的膨脹系數(shù)11×10-6(1/℃)
(2)風(fēng)機(jī)中心由于熱膨脹的變化量L2
% W: d0 g* V, o; M3 L. QL2＝H2Δt2α＝790×40×11×10-6＝0.348mm
7 r8 ^( h* ]: K2 S$ G6 f式中　H2—風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端中心線高790mm
7 R. l! K: g8 n# F4 rΔt2—找正時(shí)與外界溫差為40℃
3 T* [3 ]. K3 M+ x2 s% q% F4 Fα—鑄鐵的膨脹系數(shù)11×10-6 (1/℃ )
(3)由于熱膨脹兩中心線變化量之差
! o, R7 }2 I/ MΔL＝L1-L2＝0.198-0.348＝-0.15mm
9 m( C3 B4 ?8 g* K% q. A6 \& S5 Z由計(jì)算可知，找正數(shù)據(jù)存在0. 15mm的誤差,。
) C, ~: [) M  t9 G9 G8 J  C. e3.處理
& F- V& o; ~% R' F9 ?待風(fēng)機(jī)和電機(jī)自然冷卻重新找正,，電機(jī)北側(cè)兩地腳各去墊片0.66mm，南側(cè)各去墊片0.35mm,。對(duì)中結(jié)果：電機(jī)低0.02mm,，偏東0.025mm，下開(kāi)口處0.015mm,，西開(kāi)口處0. 035mm,。開(kāi)車(chē)后運(yùn)行正常�,？梢�(jiàn)分析正確,，第一次在熱狀態(tài)下找正確實(shí)存在誤差。
二,、動(dòng)平衡誤區(qū)
1．動(dòng)平衡測(cè)量
請(qǐng)動(dòng)平衡專(zhuān)家進(jìn)行測(cè)量,，測(cè)得振動(dòng)速度4. 9mm/s。風(fēng)門(mén)開(kāi)度26％時(shí)振動(dòng)速度及不平衡分量相位：風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端3.12mm/s,，相位197°,，驅(qū)動(dòng)端2. 42mm/s，相位144°,。風(fēng)門(mén)開(kāi)度56％時(shí)振動(dòng)速度及不平衡分量相位：風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端4.69mm/s,，相位156°，驅(qū)動(dòng)端4.63mm/s,，相位149°,。專(zhuān)家確認(rèn)轉(zhuǎn)子失衡，在線進(jìn)行動(dòng)平衡,。
2．啟車(chē)運(yùn)行
動(dòng)平衡后啟車(chē),，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)速度都在1.Omm/s以下,，廢氣溫度保持在150-190℃之間（工藝原因廢氣溫度降不到150℃以下）,。設(shè)備運(yùn)行了18h后，振動(dòng)值逐漸增大,，又運(yùn)行34h,振動(dòng)值接近報(bào)警停機(jī)值,。此時(shí)測(cè)量風(fēng)機(jī)振動(dòng)速度：非驅(qū)動(dòng)端5.6mm/s相位-21°；驅(qū)動(dòng)端5.3mm/s相位-32°,。
3．分析
燒結(jié)工況變化引起廢氣溫度過(guò)高,，造成葉輪轉(zhuǎn)子剛性下降，轉(zhuǎn)動(dòng)特性發(fā)生變化,。而且轉(zhuǎn)子重量大,、離心力大,，出現(xiàn)熱彎曲不平衡；葉輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，轉(zhuǎn)子流道內(nèi)有用螺絲緊固的耐磨襯板等非焊接結(jié)構(gòu),，葉輪轉(zhuǎn)子在瞬時(shí)高溫下出現(xiàn)膨脹。螺絲緊固結(jié)構(gòu)存在緊固力不均勻性,，葉輪受到不均勻應(yīng)力的作用,，出現(xiàn)不均勻膨脹，導(dǎo)致不平衡,；做動(dòng)平衡糾正了瞬時(shí)高溫引起的輕微彎曲不平衡和不均勻膨脹引起的不平衡,，啟車(chē)后18h內(nèi)設(shè)備運(yùn)行很平穩(wěn)，但由于葉輪溫度在150-190℃之間,，有低溫時(shí)效（150-250℃）的特性,，轉(zhuǎn)子中殘余的彎曲應(yīng)力和不均勻膨脹引起的應(yīng)力釋放，轉(zhuǎn)子恢復(fù)原始狀態(tài),，導(dǎo)致新的不平衡,。
& a7 ]( P4 }6 p* i: `4．處理
& T- @4 r0 a9 k6 C( ^2 K4 n4 q# `去掉平衡塊啟車(chē)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常,。事實(shí)表明,，轉(zhuǎn)子內(nèi)殘余的熱應(yīng)力及不均勻膨脹應(yīng)力會(huì)引起轉(zhuǎn)子不平衡，由于鋼的低溫時(shí)效特性,，燒結(jié)抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子在生產(chǎn)溫度下會(huì)逐漸釋放這些應(yīng)力,。萊鋼另一燒結(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子也出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似情況，即風(fēng)機(jī)新?lián)Q上一個(gè)庫(kù)存一年多的轉(zhuǎn)子后,，振動(dòng)很大,，于是做在線動(dòng)平衡，風(fēng)機(jī)啟車(chē)時(shí)運(yùn)行正常,，運(yùn)行一天后,，振動(dòng)逐漸增大。做動(dòng)平衡測(cè)試,，發(fā)現(xiàn)不平衡量相位和做動(dòng)平衡所加試塊相位恰好相反，停車(chē)去掉試塊,，設(shè)備運(yùn)行正常,。這一實(shí)例也證實(shí)了以上觀點(diǎn)的正確性。
三,、聯(lián)軸器端面間隙調(diào)整的誤區(qū)
1．檢修存在誤區(qū)
" X  T$ m4 E0 w! Q% _. q在另外一次檢修中,，對(duì)主抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)檢查：測(cè)對(duì)中、做動(dòng)平衡,、清葉輪（均勻清除灰塵約300g),、測(cè)入口錐,、復(fù)測(cè)軸瓦間隙、拆檢軸瓦,、修碳環(huán),、測(cè)主軸水平度等。兩天后試機(jī),，風(fēng)機(jī)振動(dòng)最大點(diǎn)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)端,，振速為4mm/s(3.5mm/s報(bào)警）。從檢測(cè)儀器看,，電機(jī),、風(fēng)機(jī)一倍頻都較大，認(rèn)為風(fēng)機(jī)存在不平衡量,。于是做動(dòng)平衡,，總共加試塊十多次，無(wú)論是冷態(tài)還是熱態(tài),，振動(dòng)一直很大,，不平衡量相位漂移，無(wú)法捕捉,，動(dòng)不平衡量無(wú)法校正,。
: k2 f/ v; d$ T4 p" c/ y2．分析[3]
復(fù)測(cè)風(fēng)機(jī)聯(lián)軸器端面間隙2.2mm，原始安裝數(shù)據(jù)為3mm,，圖紙要求也是3mm,，本次檢修數(shù)據(jù)比原始安裝數(shù)據(jù)小。軸承座地腳,，止推裝置都沒(méi)有變化,，數(shù)據(jù)變化是如何發(fā)生的呢？
, j! Y; W- u! x3 M- e+ C(1)設(shè)備安裝時(shí)環(huán)境溫度為30℃,，本次檢修時(shí)環(huán)境溫度為18℃,，相差12℃。環(huán)境溫度差引起軸,、機(jī)座,、風(fēng)機(jī)殼、電機(jī)殼等一系列的熱脹冷縮,，引起聯(lián)軸器端面間隙變化,。
(2)查看設(shè)備設(shè)計(jì)說(shuō)明時(shí)，發(fā)現(xiàn)上面注明,，機(jī)組在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（環(huán)境溫度0℃）設(shè)計(jì),，聯(lián)軸器端面間隙3mm。據(jù)此可以看出聯(lián)軸器安裝數(shù)據(jù)存在問(wèn)題,。
2 s1 q. L( s7 f% n4 w# z" U(3)由測(cè)量數(shù)據(jù)看,，電機(jī)水平度不好,，北高南低，運(yùn)行后有向南滑動(dòng)的趨勢(shì),。當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)不均勻熱脹冷縮或是工況變化時(shí),，電機(jī)自動(dòng)對(duì)中過(guò)程中，出現(xiàn)軸向竄動(dòng),。并且聯(lián)軸器端面間隙小發(fā)生碰撞,，引起軸向振動(dòng)加大。當(dāng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后,，軸向竄動(dòng)消失,，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。振動(dòng)較大時(shí),，電機(jī)會(huì)出現(xiàn)軸向竄動(dòng),，此時(shí)測(cè)量電機(jī)、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端的軸向振動(dòng)值為徑向振動(dòng)值的兩倍左右,。
# r+ h$ X& q& [( Z' c7 Y/ J3．處理
根據(jù)分析,，調(diào)整電機(jī)水平及聯(lián)軸器端面間隙后啟車(chē)，設(shè)備運(yùn)行正常,。萊鋼同機(jī)型燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)從安裝后,，直接啟車(chē)總是振動(dòng)大，要將風(fēng)機(jī)向遠(yuǎn)離聯(lián)軸器的方向頂開(kāi),，才能正常啟車(chē),，一直找不到原因，從這臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)檢修分析來(lái)看,，可能也存在聯(lián)軸器端面間隙小的問(wèn)題,。

楊兵

裝配的 最高境界了吧？好高的要求～

豆包

檢修時(shí)環(huán)境溫度為18℃比安裝時(shí)環(huán)境溫度為30℃要低,如熱脹冷縮的話(huà)聯(lián)軸器端面間隙變化應(yīng)增大

sjygfcj

領(lǐng)教了,，維修工作能干到這種地步,，令人敬佩。請(qǐng)問(wèn)文中現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡是甚么事,，能說(shuō)明白點(diǎn)嗎,？

我是小白555

謝謝樓主，學(xué)習(xí)了