某企業(yè)大型靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)自投運(yùn)以來，因振動(dòng)超標(biāo)等問題采取過一些措施，但風(fēng)機(jī)振動(dòng)特性仍表現(xiàn)在空載或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)振動(dòng)小，在高負(fù)荷、滿負(fù)荷時(shí)振動(dòng)增大現(xiàn)象，且多次被迫降負(fù)荷或停風(fēng)機(jī)處理，振動(dòng)威脅著機(jī)組**經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其現(xiàn)場負(fù)責(zé)人經(jīng)過朋友介紹，咨詢到我司技術(shù)部門，我司相關(guān)技術(shù)通過電話大詳細(xì)詢問了現(xiàn)場的相關(guān)情況，認(rèn)為先前的解決方式應(yīng)該是存在問題的，于是決定先去客戶現(xiàn)場了解設(shè)備的環(huán)境與狀況。并且向客戶承諾：解決不了問題，不收取任何費(fèi)用。
過程分析相關(guān)情況
(1)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)， 一般來說其振動(dòng)源應(yīng)該來自風(fēng)機(jī)本身，如轉(zhuǎn)動(dòng)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**；鍋爐負(fù)荷變化時(shí)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行淵整**；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(dòng)。
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)行了防磨處理，軸承使用進(jìn)口產(chǎn)品，軸承箱與芯筒端扳的連接高強(qiáng)螺栓采取了防松措施，對芯筒的支承固定進(jìn)行了改進(jìn)，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(dòng)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(dòng)增大現(xiàn)象仍末能解決。
(2)該風(fēng)機(jī)在冷態(tài)下啟動(dòng)升至工作轉(zhuǎn)速和低負(fù)荷時(shí)振動(dòng)小，說明隨轉(zhuǎn)速變化由轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起振動(dòng)的問題影響不大，從風(fēng)機(jī)振動(dòng)頻譜分析看出風(fēng)機(jī)振動(dòng)主要是基頻振動(dòng)，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16．5 Hz，葉片一階頻率已大于K=7．故對**類激振力是**的；該風(fēng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉24片，**類激振力頻率為16．5×24= 396Hz，但頻譜分析中，未發(fā)現(xiàn)有400Hz左有的頻率，可以認(rèn)為**類激振力對葉片振動(dòng)和風(fēng)機(jī)振動(dòng)的影響小大。
(4)風(fēng)機(jī)振動(dòng)主要是高負(fù)荷或滿負(fù)荷振動(dòng)增大，且振動(dòng)不穩(wěn)，出現(xiàn)波動(dòng)或周期性振動(dòng)。
①振動(dòng)不穩(wěn)可能與鍋爐燃燒調(diào)整、煙氣流速、兩臺(tái)井聯(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(dòng)等問題。
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)支承基礎(chǔ)負(fù)荷增大，如果風(fēng)機(jī)支承基礎(chǔ)剛度或相關(guān)連接剛度不足，其承載抗擾性能就差。風(fēng)機(jī)振動(dòng)盡管振源來自風(fēng)機(jī)本身，由于風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，牽載或低負(fù)荷存在振動(dòng)，但沒超標(biāo)；當(dāng)風(fēng)機(jī)支承剛度不足又在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，會(huì)使風(fēng)機(jī)原存在但沒超標(biāo)的振動(dòng)提供放大振動(dòng)的條件，出現(xiàn)上述高負(fù)荷振動(dòng)增大特征，故分析認(rèn)為風(fēng)機(jī)高負(fù)荷振動(dòng)增大由支承剛度不足引起。
振動(dòng)測試過程
風(fēng)機(jī)鋼支架下為混凝土基礎(chǔ)支承，有關(guān)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中A、B、c三組支承，每組左右各1個(gè)。
為了更進(jìn)一步判斷振動(dòng)與風(fēng)機(jī)支承剛度不足的關(guān)系，2000年11月在機(jī)組發(fā)電荷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)支架基礎(chǔ)進(jìn)行振動(dòng)測量，其結(jié)果分別示于圖2和圖1(注：圖中長度單位mm，振動(dòng)測量單位um)。
我司技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場振動(dòng)測試采用的儀器是瑞典Mainttech品牌的CXM**振動(dòng)分析平衡儀，其強(qiáng)大的振動(dòng)分析頻譜功能和動(dòng)平衡校正模塊，使得現(xiàn)場振動(dòng)測試更加方便快捷！
振動(dòng)分析
由圖2可以看出引風(fēng)機(jī)各個(gè)位置徑向和軸向的振動(dòng)差別較大，水平位置的徑向振動(dòng)分別為226um和230um，垂直方向振動(dòng)分別為26um和12um，相差10—20倍，由此可判斷風(fēng)機(jī)橫向支承剛度較差。陔風(fēng)機(jī)外殼經(jīng)左右兩側(cè)鋼扳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(dòng)為247um，支架處振動(dòng)123um，下部83um，水泥座下部振動(dòng)77 um．中部48um．下部22 um．從振動(dòng)衰減特性看抗振性能較差。B水泥座高l 520 mm，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單薄，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、軸承及基礎(chǔ)支承力增大，引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的擾動(dòng)力也會(huì)相應(yīng)增大，當(dāng)基礎(chǔ)支承橫向剛度差時(shí)，抗擾動(dòng)性弱，此時(shí)就會(huì)明顯顯出風(fēng)機(jī)振動(dòng)增大現(xiàn)象，這與檢測結(jié)果是一致的。
結(jié)論以及處理方法
由以上分析、故障處理經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場檢測證明風(fēng)機(jī)支承剛度不足是風(fēng)機(jī)高負(fù)荷振動(dòng)的主要原因。
振動(dòng)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，困流體的沖擊擾動(dòng)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(dòng)負(fù)荷，所以B、C支承的剛度不足對其振動(dòng)影響大，故在加強(qiáng)B、c基礎(chǔ)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0 mm向上沿支承700 mm打毛，0mm向下一300mm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所示陰影部分為新加基礎(chǔ)。
機(jī)組停運(yùn)擴(kuò)大性小修中進(jìn)行了上述處理后開機(jī)，負(fù)荷從0升至滿負(fù)荷300 MW的過程中，在180，240，270，300 MW各工況沿風(fēng)機(jī)后導(dǎo)葉圓周外殼多次現(xiàn)場檢測，其測振結(jié)果良好，得到了客戶的高度認(rèn)可！
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