離心風(fēng)機不對中現(xiàn)象的振動測試與故障分析
關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機 故障分析 發(fā)布時間：2013-11-02 點擊數(shù)：3370
1 、 離心風(fēng)機主要性能參橄 軸功率537 5K w , 設(shè)計流t l35o N m , zm in , 進(jìn)口 壓 力 0 力9 6Mp a , 出 口 壓 力 o 3 6 3Mp a , 工 作 轉(zhuǎn) 速 58 37 r/ m in , 第一 臨界轉(zhuǎn)速Zso or/ m in , 第二 臨界轉(zhuǎn)速 89 50r /m in , 離心主風(fēng)機振動正常值 (4號軸承處軸振 動 ) < 60 卜 m , 離心 主風(fēng)機振動報替值 (4號軸承處軸 振動 ) 55 卜m 。 該主 風(fēng)機組 在1999年度檢 修前運 行一直比 較平 穩(wěn), 軸振動在允許的60 卜m 范圍內(nèi)。 檢修后于1”啤 7月開機時, 各監(jiān)側(cè)點的振動值正常 , 均在允許范圍 內(nèi) 。 但進(jìn)入9月份后 , 機組振動逐漸加劇 , 4點測到的 軸振動尤為嚴(yán)重 , 已接近機組報, 值 (88 卜m ) 。 由于 離心風(fēng)機是生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備 , 它的故障停車會造成整 個生產(chǎn)流程的停傾 , 從而給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失 并威脅到煉廠的安全生產(chǎn) , 因此急佑找到主風(fēng)機組振 動不斷加劇的原因并提出相應(yīng)的維修決策。
2 、 振動瀏 試 2 . 1振動 側(cè)點 布! : 現(xiàn)場振動測試分為兩個過程 : (l) 利用 主風(fēng)機組 自身配t 的振動監(jiān)側(cè) 系統(tǒng)進(jìn)行各測 點軸振動的 側(cè)試及顯示 , 振動信號由各個軸承座處互 成90 。 安裝 的兩個 電渦流位 移傳感 器測 得 , 使 用 PL3 02 雙通道數(shù)據(jù)采集器及傾譜分析儀采集振動信號 合成軸心軌跡圖 ; (2) 使用M o vI LO G 數(shù)據(jù)采集器對 主風(fēng)機組各個軸承座處的振動進(jìn)行了測試分析并作了 詳細(xì)的 歷史記錄 , 傳感器采用壓 電式加速度傳感器 。 參考相應(yīng)的 國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)經(jīng)驗 , 選取傳遞離心力和 主風(fēng)機基本負(fù)荷的各個軸承座為振動側(cè)點 , 對每個側(cè) 點水平 、 垂直和軸向三個方向分別進(jìn)行了振動側(cè)試, 測試信號分別以H 、 V 、 A 表示 , 主風(fēng)機組側(cè)點布里如 圖 , 所示。
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2 2 數(shù) 據(jù)采 集器 的 選 用 和測 試 標(biāo)準(zhǔn) : 振動測 試分 別 使用MO VJ L O G 數(shù)據(jù)采集器和 英國D l公 司的PL30 2雙通 道數(shù)據(jù)采集器及頻譜分 析儀完成 。 PL3 02 雙通道數(shù)據(jù)采 集器可方便地實現(xiàn)離線與在線數(shù)據(jù)采集及分析 , 主要 功 能有時域波 形 、 頻域分 析 、 相 關(guān)函 數(shù) 、 功率譜 、 三 維 譜 、 頻譜細(xì)化 以及軸心軌跡 測 試等 , 主 要技術(shù)指標(biāo) 為 : 采集通道 : 兩路 ; 分 析頻率 : 0 一 40 K H z ; 采樣精 度 : 16 位 ; 采 集容量 : 可用 內(nèi)存5 12 K ; 外部存儲卡 slZ K ; 振動 判別標(biāo)準(zhǔn)采 用15 0 23 7 2振動速度判別標(biāo) 準(zhǔn) , 其中規(guī)定 該類主 風(fēng)機振動 為 “ C ’ 級評價 (不滿 意 ) 時振動強度等級范圍為7 . 卜 11 . 2 m m /so
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2 3 振 動 信 號的 采集 : 現(xiàn)場使用MO v IL O G 數(shù)據(jù) 采 集器按圖 1所示的測 點布置對各點軸承座處的振動進(jìn)行 了跟 蹤測 試 , 部分典型數(shù)據(jù)如表l所示 。 據(jù)現(xiàn)場觀測 , 各軸振動指示值由9月初的45 林 m 緩慢上升至9 月下旬的 78 卜 m 。 9月下旬使用PL3 oZ數(shù)據(jù) 采集器 對各測 點 軸 承 座處的 進(jìn)行 了振動測 試和 頻譜分析 , 所測得 王 4兩測 點 的振動 頻譜 與現(xiàn)場M O vi LO G 數(shù)據(jù) 采集器 所測得頻 譜的振 動特征一 致 , 圖2 和 圖3分 別為測點3和 測點4 的 振動頻譜 。 為進(jìn)一步分析確定主 風(fēng)機組故障原因 , 又通過主 風(fēng)機組儀表 顯示 面板上 的 電 渦流 傳感器模擬輸 出接 口 , 使用PL 3oZ雙通道數(shù)據(jù) 采集器測得了 測點4軸振 動 的 時域波形和各測點的軸心軌跡圖 。 圖4 為4測 點的 軸 振動時域波形 , 圖5 、 圖6分 別為測 點1和 測 點4的軸心 軌跡圖。 3 、 振 動測試 結(jié)果分 析 3 . 1振動頻 譜 分析 : 9 月下旬所測得頻譜圖2 和頻譜 圖3有如下 頻 譜特征 : (l) 測點 3和 測 點4 的主 要振 動 方 向 為軸 向 , 且 振 動頻率 主 要 為轉(zhuǎn)速頻 率 1倍頻 ; (2) 測點3和測點月頻譜有明顯的二倍頻振動 分 量 , 其 中測 點3H (水 平 ) 的二倍頻振動峰值超過 一倍頻的振 動 峰值 , 測 點3v (垂直 ) 和測 點4H (水平 ) 的二倍頻 振 動 峰值接近于一倍頻的振動峰值 。 其中測 點3H (水 平 ) 二倍頻 與 的 比值最大 , 達(dá)到 約 2 . 353 /l . 0 9 1=2 . 16 倍 。 現(xiàn)場以前所測各測點振動 頻譜圖 同樣具有 以上振 動特征 , 且振動 強度有逐步發(fā)展的趨勢。 根 據(jù)15 0 23 72振動速度判別標(biāo)準(zhǔn) , 測 點4Av (軸 向 、 垂直 ) 的振動 速度超過 “C ’’ 級振動強 度等級7 . 1 m 耐s , 屬于 “ 不 滿意 ” 狀態(tài) 。 其它測點的振動速度值 也偏大 , 個別測 點振動速度值接近 “C ’’ 級7 . 1 m m /s 振 動強度等級標(biāo)準(zhǔn)。
由于旋轉(zhuǎn)機械不對 中故障的典型頻譜特征為二倍 頻振動分量明 顯大于一倍頻振動分量 , 根據(jù)以上振動 頻譜特征分析 , 可初步斷定機組劇烈 振動 的 原 因可能 是轉(zhuǎn)子軸線間或轉(zhuǎn)子 與軸承對中不良。 3 . 2 軸振 動 時域 波 形及軸 心 執(zhí)跡 分 析 : 圖4為測點 材圣向兩個方向上軸振動的時域波形 , 圖5 、 圖6分別為 測 點1 、 測 點4的軸心軌跡圖 , 從圖 上可見以下振動特征 :
(1) 測點4軸振動時域波形發(fā)生畸變 , 不 是規(guī)則 的 正 弦波形 , 這與各測 點頻譜上有明顯 的 二倍頻振動 特征相 吻合 ;
(2) 經(jīng)過 計算 , 所測得的測 點4點徑 向 兩 個方向上 的振動相位差約 為10 3 。 , 根 據(jù)兩個傳感器 的 安裝位置相差90 “ , 以及傳感器安裝誤 差 、 測試誤 差等因素的影響 , 可 以認(rèn)為測點4徑向兩方向的振動基 本同相 , 這與轉(zhuǎn)子不平 衡相 位差為900 時的振動特征 明顯不同 ;
(3) 各 測點 的軸心軌跡圖均不是橢圓圖 形 , 其 中測 點l和 測點4 的 軸心 軌跡圖 形特征最為 明 顯 , 圖5和 圖6呈現(xiàn)明顯的 “ 8 ” 字圖形 , 這是轉(zhuǎn)子發(fā)生 嚴(yán)重不對中故障的典型 軸心軌跡。 另據(jù)現(xiàn)場了解 , 該 主風(fēng)機組檢修期間 , 煙 汽輪機 與 離心 風(fēng)機安裝后 的不對中量 即超過 允許偏 差 , 由于 現(xiàn)場找正 困難而不得不啟動機組運行 。 根據(jù) 以上分析 , 可 斷定該主風(fēng)機組振動 不斷加劇 的原因有可能是 由于煙 汽輪機與離心風(fēng)機聯(lián)軸 器不對 中量 超標(biāo) , 導(dǎo)致軸承受力不均 勻 , 逐 漸使軸承 的工作 狀況 惡化 、 加劇磨損 , 軸承與軸頸對 中狀況 逐 步惡 化 , 造成主風(fēng)機組振動強度逐漸增大 。
4 、 振動分 析的 實踐體會 現(xiàn)場10 月份停機維 修過 程中發(fā)現(xiàn)測點4 處軸承 軸瓦 嚴(yán)重磨損 , 在更換軸承并適當(dāng)加大 了該軸承的預(yù) 緊力 后 , 該主風(fēng)機組的軸振動 降到了50 卜 m 以下并能基本維 持在正常振動水平 。 上述振動頻譜特征分 析和 軸心 軌 跡圖形分 析結(jié)果與現(xiàn)場故障實際狀況基本吻合。 經(jīng)過本次振動測試和故障分析過程 , 可得到以下 實踐體會 :
(1) 現(xiàn)場應(yīng)建立關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的運行檢測檔案 , 定期進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測 , 完好保存歷次維修記錄 、 監(jiān) 測數(shù)據(jù) 和振動頻譜 等 , 將有助于及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和 診斷設(shè)備運行故障, 提供維修方案和故障解決辦法;
(2 ) 綜合運用振動頻譜特征分析 、 時域波形分 析 及軸 心軌跡圖形分析等方 法 , 可 以 比較準(zhǔn)確可靠地分 析診斷旋轉(zhuǎn)機械復(fù)雜轉(zhuǎn)子的不對 中故障。
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地裂縫總是在擴張并向東西兩側(cè)誦斗中心延伸 ; 用水 高 峰期 一過或降水偏 多時 , 地裂縫就停止 了活 動或 者是活 動t 降低 、 狽率減少 。 這 種現(xiàn)象在 年際 、 年 內(nèi)的變化趨 勢明顯 , 經(jīng)國家地展局 、 西安地質(zhì) 學(xué)院及大 同市地展局 的反復(fù)研究 , 一致認(rèn) 為 : 抽取地下水引起地裂縫活動 t 占總 t 的60 % 以上 , 成為主要的致 災(zāi)原因 , 至此歷經(jīng)二 十年的大 同市地裂縫研究 取得了初 步成果 , 但抽水究 竟 是何種形 式引起地裂縫活 動t 增加仍是 目前孺要查明 的 課題 , 因為這涉及到今后城市防 災(zāi)措施的制定和建設(shè)方 案的規(guī)劃 。 四 、 地下 水開采 引起地裂縫活 動的 力學(xué)機 制 大同市周圍 的水 源地都是把沖洪積砂礫層作為開采 對象 , 各含水層之間均有泥質(zhì)隔水 層 , 初期承壓性好 , 出水t 較大。 隨粉抽水時 間延長 , 含水 層水位下降 , 孔 瞇水壓力 減弱 , 有效自重 壓力逐步增加 , 含水層順粒物 質(zhì) 的接觸 方式發(fā)生改變, 由點 一 點式接觸向點 一 面式 、 面 一 面式調(diào) 整。 按耗散結(jié) 構(gòu)體系在靜儲t 瓏干時細(xì)碩粒 物質(zhì)在含水層 內(nèi)首先發(fā)生偏轉(zhuǎn)運移 , 沿 流速最大的場域 盆新調(diào)整位t , 當(dāng)遇到拐點或孤島狀匯點時 , 充墳其間 的孔隙 . 在宏觀上將使含水層的密實度增加 、 孔隙率降 低 , 體積編 小 , 并且這種作用是不可逆 的。 該階段地表 反應(yīng)為地裂縫開始出現(xiàn) , 數(shù)個含水層相繼發(fā)生調(diào)甚后 , 垂向上有效 自重 壓力會大幅度提商 , 不僅含水層體積縮 小 , 就連隔水層 也要脫水 固結(jié)。 隔水層組成物質(zhì)的順粒 細(xì)小 , 以粉土 、 粉質(zhì)粘土及粘土為主 。 次固結(jié)作用須較 長 時間 , 一但固結(jié)作用開始 , 持續(xù)時間會延續(xù)到數(shù)年 , 此過程對應(yīng)地裂縫擴張階段。 按大 同市地裂縫的活動特征現(xiàn)在當(dāng)屬隔水層的固結(jié) 沉降期 , 隨粉城西城北漏斗范圍的不斷擴大 , 中心區(qū)城
沉 降t 向北東一南西 向傾斜 , 成 為地裂縫發(fā)展 的優(yōu)勢方 位 , 與大同盆地的 區(qū)域應(yīng)力場重合。 過去有不少人認(rèn)為 深層地展是地裂縫產(chǎn)生的動 力源泉 , 其依據(jù)是大辱·陽高 地班后地裂縫突然增加 。 最近 中科 院的側(cè)試表明 : 抽水 引起的地裂縫也具潛伏期 . 只有當(dāng)水 平拉 應(yīng)力突破地層 的抗拉強度后 , 才顯現(xiàn) 地表 。 地展的剪切波一方面削弱 了地層 的抗拉 強度 , 另一 方面使水位裸然升降產(chǎn)生附加 重力加 速度 , 使地層在展動的 同時, 沿既有的裂隙擴張 延仲, 從這個角度講地展不是動 力源 泉 , 而是誘發(fā)地裂 縫加速發(fā)展的外在因素 , 因為縱然不發(fā)生地屁 , 現(xiàn)在地 裂縫仍在持續(xù)增長。 五 、 地裂 組防治措 施 1. 減少人為因素影響 , 對城區(qū)及 近郊地下水開采實 行有計劃的統(tǒng)一管理 , 嚴(yán)禁過t 集中采水 , 給既有水 源 地以休 生養(yǎng)息的機會 , 大 力推廣地表節(jié)水工程 , 積極 尋 找新的水 源。 2 . 對直接躊越地裂縫的建筑物進(jìn)行拆除改造 , 遵免 人 員傷亡 , 對跨在發(fā)展較慢的地裂縫上的建筑物可以用 鋼架做整體式加固處理 , 管網(wǎng)工程應(yīng)加設(shè)預(yù)應(yīng)力裝工。 3 . 對于未建的規(guī)劃工程 , 盡t 實行赴讓措施 , 以不 跨越為 主 , 在大 的地裂縫兩 側(cè)應(yīng) 預(yù)留50 ~ 100米 的安全 帶。 4 . 增 設(shè)地 裂縫監(jiān)側(cè)站 , 做到及時發(fā)現(xiàn)及時報告 , 提 前治理 。