烘干设备专用风机源头好货「多图」
作者:山东冠熙2020/7/20 10:10:17








针对某烘干设备专用风机的振动故障,对其故障特征和原因进行描述;通过现场测试、分析,阐明了引起振动故障的原因;通过现场对振动故障原因进行检查,并对故障进行处理,终经过现场动平衡的方法,将该风机的振动降至优良水平,保证发电设备的安全稳定运行。

随着机组容量的增加,引风机作为火力发电厂的重要辅机设备,其烘干设备专用风机运行性能直接影响着机组的安全稳定与经济性运行。近年来,双级动叶可调轴流式引风机具备着流量调节范围宽、运行、率运行范围宽、调峰能力优等特点,在大容量火力发电机组上得到广泛的应用。如果油站的流量和油压太大或太高,导致空气平衡管堵塞,导致轴承箱正压和漏油,则应在调整油站的油压和油量的同时,将空气平衡管拆下,用压缩空气吹通。本文针对某超临界600 MW 锅炉引风机振动故障原因进行分析处理,为其他火力发电厂出现类似问题提供参考。

烘干设备专用风机主要由进汽室、集流器、双级动叶、导叶、扩压管、动叶调节机构等部件构成。双级叶轮布置在轴承箱两端,引风机转子和电动机转子之间由一根空心长轴连接,在电动机转子及引风机转子侧分别由一个膜片式联轴器与空心长轴连接。四个监测点的声压级可用风机内两种叶片计算,比较烘干设备专用风机四个监测点的声压级,可以看出叶轮的声压级在穿孔前后高,低位置在风机入口前1米,因为旋转噪声和涡流噪声都集中在叶轮的旋转区域。电动机分别由两个支持轴承和一个推力轴承支撑,双级轴流引风机的支撑方式为:两个支撑转子的滑动轴承,两个支撑轮毂的滚珠轴承和两个平衡轴向推力的角接触球轴承。



叶片是轴流风机的核心部件,在振动作用下容易发生破损或断裂,对叶片进行振动分析具有重要的工程意义。模态分析主要是分析结构的振动属性,叶片的固有特性包括频率和模态振型,与叶片的质量和刚度分布有关。

烘干设备专用风机叶片在预应力下的前六阶振动频率。第二级动叶区的全压数值上基本是级的两倍且流体流动更加复杂,两者离心力惯性力相同,在同等条件下第二张动叶区更容易发生损坏,而级与第二级各阶的固有频率基本一致,所以离心力对固有频率起决定性作用,气动力对固有频率影响较小。随着对旋风机的广泛应用,风机的振动和噪声除性能外,越来越受到人们的重视。叶轮各阶模态的临界转速为n = 60 f,可得到各阶模态的临界转速。

通常情况下,一阶临界转速下的振动较为激烈,叶片的一阶临界转速为16 860 r /min,而工作转速为1 490 r /min,远比一阶临界转速低,因此不会产生共振,满足风机的设计使用要求,同时方案三风机振动频率基本没有发生变化,也满足使用要求。导叶数目改变前后叶片振型基本没有发生变化,在叶片的前缘或者后缘点处现振动较大位移,叶根部位振动位移较小。烘干设备专用风机是叶片式流动机械,其产生的噪声包括空气动力性噪声、气固耦合噪声、机械噪声、电磁噪声,其中空气动力性噪声是大风量轴流风机的主要噪声。 阶振型为叶片前缘点绕轴向的弯曲振动,第2 阶振型为叶片前、后缘点绕轴向的扭转振动,第3 阶振型为叶片后缘点绕轴向的扭转振动与一阶弯曲振动的复合运动,第4 阶振型为叶片后缘点绕轴向扭转与一阶弯曲振动的复合振动,第5 阶振型为扭转与一阶弯曲振动的复合振动,第6 阶振型为叶片后缘点绕轴向的二阶弯曲振动。可以看出,随模态阶数的依次增加,烘干设备专用风机叶片各阶振型变得更加复杂,烘干设备专用风机叶片的高阶次振型变为叶片复杂弯曲与绕轴扭转的复合振动。


(1)烘干设备专用风机叶顶间隙超差对失速点压力偏差和风机效率偏差有显著影响。

(2)叶顶间隙与失速点压力偏差的相关系数为-0.99,即叶顶间隙越大,失速点负压偏差越大,实际失速线向下偏离理论失速线的程度越严重。

(3)叶尖间隙与效率偏差的相关系数为-0.93。

叶尖间隙与效率也有很强的相关性,也就是说,叶尖间隙越大,负效率偏差越大。以叶片角度可调、叶片角度固定的对旋轴流风机叶轮为研究对象,建立了两种叶轮的三维模型,并引入ANSYS进行计算模型分析。得到了两个烘干设备专用风机叶轮的前六种振型。叶片变形量较大,尤其是叶片顶部,通过角度调节机构,叶片变形量略有增加。利用LMS模态试验软件得到了两个叶轮的前六个固有频率。通过比较发现,叶片角度调节机构使叶轮的固有频率略有增加,烘干设备专用风机叶轮的固有频率避开了电机的频率,在正常运行时不产生共振。在该项目应用中综合考虑现场情况,决定采用阻性消声器和消声弯头组合形成的一种结构形式,这种消声器结构简单,通过控制消声器内吸声材料的结构参数,可以有效的控制消声器的消声性能。叶轮是旋转轴流风机的重要部件。其安全性和可靠性直接影响到风机的正常运行。一方面,叶轮的模态分析可以得到结构的固有频率,使叶轮的工作频率远离其固有频率,有效地避免了共振引起的疲劳损伤;另一方面,可以得到叶轮机构在不同频率下的振动模态。变形较大的区域可能出现裂纹、松动、零件损坏等,变形较小。该地区在工作中相对稳定。


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