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發布時間:2021-05-19 04:07  
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針對某小型耐高溫軸流風機的振動故障,對其故障特征和原因進行描述;通過現場測試、分析,闡明了引起振動故障的原因;通過現場對振動故障原因進行檢查,并對故障進行處理,終經過現場動平衡的方法,將該風機的振動降至優良水平,保證發電設備的安全穩定運行。
隨著機組容量的增加,引風機作為火力發電廠的重要輔機設備,其小型耐高溫軸流風機運行性能直接影響著機組的安全穩定與經濟性運行。小型耐高溫軸流風機葉輪位置處的聲功率級較大,第二葉輪旋轉方向與第1葉輪加速氣流的夾角較大,沖擊較大。近年來,雙級動葉可調軸流式引風機具備著流量調節范圍寬、運行、率運行范圍寬、調峰能力優等特點,在大容量火力發電機組上得到廣泛的應用。本文針對某超臨界600 MW 鍋爐引風機振動故障原因進行分析處理,為其他火力發電廠出現類似問題提供參考。
小型耐高溫軸流風機主要由進汽室、集流器、雙級動葉、導葉、擴壓管、動葉調節機構等部件構成。研究表明,小型耐高溫軸流風機的葉輪機械內的流固耦合現象與流體機械各種故障的產生有直接關系。雙級葉輪布置在軸承箱兩端,引風機轉子和電動機轉子之間由一根空心長軸連接,在電動機轉子及引風機轉子側分別由一個膜片式聯軸器與空心長軸連接。電動機分別由兩個支持軸承和一個推力軸承支撐,雙級軸流引風機的支撐方式為:兩個支撐轉子的滑動軸承,兩個支撐輪轂的滾珠軸承和兩個平衡軸向推力的角接觸球軸承。
葉片是軸流風機的核心部件,在振動作用下容易發生破損或斷裂,對葉片進行振動分析具有重要的工程意義。模態分析主要是分析結構的振動屬性,葉片的固有特性包括頻率和模態振型,與葉片的質量和剛度分布有關。
小型耐高溫軸流風機葉片在預應力下的階振動頻率。當小型耐高溫軸流風機采用兩種不同的葉片進行聲功率級分析時,風機的總聲功率級分布所示,可以反映出風機各位置單位時間內輻射到空間的聲能量。第二級動葉區的全壓數值上基本是級的兩倍且流體流動更加復雜,兩者離心力慣性力相同,在同等條件下第二張動葉區更容易發生損壞,而級與第二級各階的固有頻率基本一致,所以離心力對固有頻率起決定性作用,氣動力對固有頻率影響較小。葉輪各階模態的臨界轉速為n = 60 f,可得到各階模態的臨界轉速。
通常情況下,一階臨界轉速下的振動較為激烈,葉片的一階臨界轉速為16 860 r /min,而工作轉速為1 490 r /min,遠比一階臨界轉速低,因此不會產生共振,滿足風機的設計使用要求,同時方案三風機振動頻率基本沒有發生變化,也滿足使用要求。導葉數目改變前后葉片振型基本沒有發生變化,在葉片的前緣或者后緣點處現振動較大位移,葉根部位振動位移較小。信號分析系統的參數是在傳感器、采集儀器和計算機準確連接后設置的。 階振型為葉片前緣點繞軸向的彎曲振動,第2 階振型為葉片前、后緣點繞軸向的扭轉振動,第3 階振型為葉片后緣點繞軸向的扭轉振動與一階彎曲振動的復合運動,第4 階振型為葉片后緣點繞軸向扭轉與一階彎曲振動的復合振動,第5 階振型為扭轉與一階彎曲振動的復合振動,第6 階振型為葉片后緣點繞軸向的二階彎曲振動。可以看出,隨模態階數的依次增加,小型耐高溫軸流風機葉片各階振型變得更加復雜,小型耐高溫軸流風機葉片的高階次振型變為葉片復雜彎曲與繞軸扭轉的復合振動。


(1)小型耐高溫軸流風機葉頂間隙超差對失速點壓力偏差和風機效率偏差有顯著影響。
(2)葉頂間隙與失速點壓力偏差的相關系數為-0.99,即葉頂間隙越大,失速點負壓偏差越大,實際失速線向下偏離理論失速線的程度越嚴重。
(3)葉尖間隙與效率偏差的相關系數為-0.93。
葉尖間隙與效率也有很強的相關性,也就是說,葉尖間隙越大,負效率偏差越大。以葉片角度可調、葉片角度固定的對旋軸流風機葉輪為研究對象,建立了兩種葉輪的三維模型,并引入ANSYS進行計算模型分析。得到了兩個小型耐高溫軸流風機葉輪的種振型。葉片變形量較大,尤其是葉片頂部,通過角度調節機構,葉片變形量略有增加。結果表明,葉片穿孔能有效地抑制葉片非工作面葉尖泄漏和渦流的產生和脫落,從而降低了兩級葉輪通過頻率的聲功率級和聲壓值。利用LMS模態試驗軟件得到了兩個葉輪的個固有頻率。通過比較發現,葉片角度調節機構使葉輪的固有頻率略有增加,小型耐高溫軸流風機葉輪的固有頻率避開了電機的頻率,在正常運行時不產生共振。葉輪是旋轉軸流風機的重要部件。其安全性和可靠性直接影響到風機的正常運行。一方面,葉輪的模態分析可以得到結構的固有頻率,使葉輪的工作頻率遠離其固有頻率,有效地避免了共振引起的疲勞損傷;另一方面,可以得到葉輪機構在不同頻率下的振動模態。變形較大的區域可能出現裂紋、松動、零件損壞等,變形較小。該地區在工作中相對穩定。