風(fēng)機(jī)振動分析的誤區(qū)及治理

邵念

0 i8 o; M1 _+ x' j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)動端風(fēng)機(jī)軸瓦損壞,，更換后對中找正，風(fēng)機(jī)無法正常啟動,。葉輪動平衡后啟動風(fēng)機(jī),，振動正常，7-8h后振動急劇上升,。經(jīng)過不斷調(diào)整風(fēng)門和廢氣溫度,，42h后又恢復(fù)正常。又運(yùn)行五個月再次計(jì)劃檢修吹掃葉輪,、緊固軸承座螺打后,，多次啟車均因振速高跳閘。再進(jìn)行動平衡,，啟動風(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)門和廢氣溫度后,，又自動恢復(fù)正常,。這一現(xiàn)象如何解釋呢？從對中找正,、動平衡,、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)　對中　動平衡　振動分析　誤區(qū)
% e: i% v( l5 Z' o- q" u* V風(fēng)機(jī)型號L3N 3575.04.84 DBL.6T,，英國豪頓公司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滑動軸承,。電機(jī)型號1DE5907-6HC60-Z,，西門子產(chǎn)6500kW, 6kV 50Hz，轉(zhuǎn)速1000r/min,。彈性限定端浮動聯(lián)軸器,，浮動范圍±3.Omm。
一,、對中找正的誤區(qū)
: ~9 i0 b4 O  ?3 B+ a- N+ C0 a% S1．檢修操作過程
$ n5 ]- {+ U/ A5 R8 o3 n5 U風(fēng)機(jī)非驅(qū)動端,，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)對中不良，主軸水平度0.17mm/m,，非驅(qū)動端稍高,。將軸承座地腳螺栓全部緊一遍，重新對中,，結(jié)果良好,。電機(jī)稍高O.Olmm，風(fēng)機(jī)試運(yùn)行,，振動值較大,。
2．分析
& o% f; Z) v1 x% d8 |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)找正錯誤,。計(jì)算如下：[1][2]
$ o, I  ?" l6 c% W  Z2 j3 p* s1 y(1)電機(jī)中心線由于熱膨脹的變化量L1
1 _$ n6 A# K# h# |5 }L1＝H1Δt1α＝900×20×11×10-6＝0.198mm
; D3 N; @- k  l0 M" H式中　H1—電機(jī)驅(qū)動端中心線高900mm
△t1—找正時(shí)與外界溫差為10℃
α—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
' m! |3 `+ s+ @- w. g: g2 d6 dL2＝H2Δt2α＝790×40×11×10-6＝0.348mm
式中　H2—風(fēng)機(jī)驅(qū)動端中心線高790mm
% X3 d0 E4 g" n7 VΔt2—找正時(shí)與外界溫差為40℃
α—鑄鐵的膨脹系數(shù)11×10-6 (1/℃ )
6 q* a! N$ t8 b7 a. i9 _- I(3)由于熱膨脹兩中心線變化量之差
ΔL＝L1-L2＝0.198-0.348＝-0.15mm
由計(jì)算可知，找正數(shù)據(jù)存在0. 15mm的誤差,。
, {4 o, ]' J' }$ ?% l3 l3.處理
# q, F6 U# t' }# C- F5 Q- ~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,。對中結(jié)果：電機(jī)低0.02mm,，偏東0.025mm，下開口處0.015mm,，西開口處0. 035mm,。開車后運(yùn)行正常�,？梢姺治稣�確,，第一次在熱狀態(tài)下找正確實(shí)存在誤差,。
二、動平衡誤區(qū)
3 G; G4 l$ ~5 [1．動平衡測量
' o8 w1 C- Z# D: ?! {2 f# D( f請動平衡專家進(jìn)行測量,，測得振動速度4. 9mm/s,。風(fēng)門開度26％時(shí)振動速度及不平衡分量相位：風(fēng)機(jī)非驅(qū)動端3.12mm/s，相位197°,，驅(qū)動端2. 42mm/s,，相位144°。風(fēng)門開度56％時(shí)振動速度及不平衡分量相位：風(fēng)機(jī)非驅(qū)動端4.69mm/s,，相位156°,，驅(qū)動端4.63mm/s，相位149°,。專家確認(rèn)轉(zhuǎn)子失衡,，在線進(jìn)行動平衡。
% v, k8 d) H- d1 C# H' o2．啟車運(yùn)行
& l% a) e  ~- g$ c) R& F動平衡后啟車,，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),，振動速度都在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,，振動值逐漸增大，又運(yùn)行34h,振動值接近報(bào)警停機(jī)值,。此時(shí)測量風(fēng)機(jī)振動速度：非驅(qū)動端5.6mm/s相位-21°,；驅(qū)動端5.3mm/s相位-32°。
3．分析
燒結(jié)工況變化引起廢氣溫度過高,，造成葉輪轉(zhuǎn)子剛性下降,，轉(zhuǎn)動特性發(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,。
2 M1 ~, e6 H7 w0 e! w& E4．處理
& y- ]" [0 l! \0 U! ]" `6 a去掉平衡塊啟車,，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)過類似情況,，即風(fēng)機(jī)新?lián)Q上一個庫存一年多的轉(zhuǎn)子后，振動很大,，于是做在線動平衡,，風(fēng)機(jī)啟車時(shí)運(yùn)行正常，運(yùn)行一天后,，振動逐漸增大。做動平衡測試,，發(fā)現(xiàn)不平衡量相位和做動平衡所加試塊相位恰好相反,，停車去掉試塊，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,。
" F+ I  i/ e/ Z% e# X# n* a6 k三、聯(lián)軸器端面間隙調(diào)整的誤區(qū)
$ Y6 I4 |0 k3 T5 d# t+ o$ y# v1．檢修存在誤區(qū)
: M8 w* R- k" Z) v/ a* F) U  C& D在另外一次檢修中,，對主抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)檢查：測對中,、做動平衡、清葉輪（均勻清除灰塵約300g),、測入口錐,、復(fù)測軸瓦間隙、拆檢軸瓦,、修碳環(huán),、測主軸水平度等。兩天后試機(jī),，風(fēng)機(jī)振動最大點(diǎn)為電機(jī)驅(qū)動端,，振速為4mm/s(3.5mm/s報(bào)警）。從檢測儀器看,，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。于是做動平衡,，總共加試塊十多次，無論是冷態(tài)還是熱態(tài),，振動一直很大,，不平衡量相位漂移，無法捕捉,，動不平衡量無法校正,。
) N1 ~% f. {' v# n& _  A7 B2．分析[3]
# E" F. R& }) c( l: h  j. n( S. i# k復(fù)測風(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,，止推裝置都沒有變化,，數(shù)據(jù)變化是如何發(fā)生的呢？
8 o$ T8 \: E% m$ T' Y7 w(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,。
* x- j1 [- j7 j+ S; x, n- A( A0 f(2)查看設(shè)備設(shè)計(jì)說明時(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)存在問題,。
. F3 f3 Q$ Y8 P3 P$ d$ X(3)由測量數(shù)據(jù)看,，電機(jī)水平度不好，北高南低,，運(yùn)行后有向南滑動的趨勢,。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)自動對中過程中,，出現(xiàn)軸向竄動,。并且聯(lián)軸器端面間隙小發(fā)生碰撞，引起軸向振動加大,。當(dāng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后,，軸向竄動消失,，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。振動較大時(shí),，電機(jī)會出現(xiàn)軸向竄動,，此時(shí)測量電機(jī)、風(fēng)機(jī)驅(qū)動端的軸向振動值為徑向振動值的兩倍左右,。
, H( d6 d2 @, F+ I# E3．處理
3 `0 E" Y' @$ x. S" G! f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，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,，直接啟車總是振動大，要將風(fēng)機(jī)向遠(yuǎn)離聯(lián)軸器的方向頂開,，才能正常啟車,，一直找不到原因，從這臺主抽風(fēng)機(jī)檢修分析來看,，可能也存在聯(lián)軸器端面間隙小的問題,。

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。請問文中現(xiàn)場動平衡是甚么事,，能說明白點(diǎn)嗎,？

我是小白555

謝謝樓主,，學(xué)習(xí)了