引风机振动增大原因的诊断与处理

引风机振动增大原因的诊

断与处理

LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020

简介：

在历次处理引风机故障经验的基础上，通过分析、现场检测、诊断，认为其基础支持刚度不足是风机高负荷振动增大超标的主要原因，采用加固基础解决了问题。

关键字：引风机支持刚度;振动;诊断;处理

1台300 MW机组锅炉配备2台型号为AN25eb、静叶可调轴流式引风机。该风机自投运以来，因振动超标等问题采取过一些措施，但风机振动特性仍表现在空载或低负荷运行时振动小，在高负荷、满负荷时振动增大现象，且多次被迫降负荷或停风机处理，振动威胁着机组安全经济运行。

1 振动诊断

原因分析

(1) 引风机振动，一般来说其振动源应该来自风机本身，如转动部件材料的不均匀性;制造加工误差产生的转子质量不平衡;安装、检修质量不良;锅炉负荷变化时引风机运行调整不良;转子磨损或损坏，前、后导叶磨损、变形;进出口挡板开度调节不到位;轴承及轴承座故障等，都可使引风机在很小的干扰力作用下产生振动。但由于采取了一系列相应的处理措施，如风机叶轮和后导叶进行了防磨处理，轴承使用进口优质产品，轴承箱与芯筒端板的连接高强螺栓采取了防松措施，对芯筒的支承固定进行了改进，还增加了拉筋;严格检修工艺质量，增加引风机运行振动监测装置等，解决了一些实际问题，风机低负荷运行良好，但高负荷振动增大现象仍未能解决。

(2) 该风机在冷态下启动升至工作转速和低负荷时振动小，说明随转速变化由转子质量不平衡引起振动的问题影响不大;从风机振动频谱分析看出风机振动主要是工频振动，可以排除旋转失速，喘振等影响。

(3) 用锤击测量风机叶片的自振频率，该风机工作频率(叶片防磨后)为Hz，叶片一阶频率已大于K=7，故对第一类激振力是安全的;该风机进口导叶24片，第二类激振力频率为×24=396 Hz，但频谱分析中，未发现有400 Hz左右的频率，可以认为第二类激振力对叶片振动和风机振动的影响不大。

(4) 风机振动主要是高负荷或满负荷振动增大，且振动不稳，出现波动或周期性振动。

①振动不稳可能与锅炉燃烧调整、烟气流速、两台并联运行风机的流量分配等有关，同时也反映了风机支承刚度差、可能有局部松动等问题。风机进入高负荷发生振动增大现象，若在此情况下继续长时间运行，主轴承可能受损，其基础、台板、叶轮与主轴联接部件就有可能被振松，进而使振动更加恶化，最终导致停运风机解体检修。

②从风机运行承力情况看，高负荷时，风机出力增大，根据作用力与反作用力原理，结果使支承转子的作用力增大和风机支承基础负荷增大，如果风机支承基础刚度或相关连接刚度不足，其承载抗扰性能就差。风机振动尽管振源来自风机本身，由于风机结构特点，空载或低负荷存在振动，但没超标;当风机支承刚度不足又在高负荷运行时，会使风机原存在但没超标的振动提供放大振

动的条件，出现上述高负荷振动增大特征，故分析认为风机高负荷振动增大由支承刚度不足引起。

现场检测与诊断

现场检测

为了更进一步判断振动与风机支承刚度不足的关系，在机组发电负荷240 MW运行情况下，用测振仪对该风机在其出口靠后导叶部位沿机壳圆周方向和风机支架基础进行振动测量。

分析诊断

可以看出引风机各个位置径向和轴向的振动差别较大，水平位置的径向振动分别为226 祄和230 祄，垂直方向振动分别为26 祄和12 祄，相差10～20倍，由此可判断风机横向支承刚度较差。该风机外壳经左右两侧钢板支承后分别座落在两个水泥基座上，沿轴向共有3组支承，中间支承组在出口后导叶处，是引风机轴承组及转子叶轮等的主要受力支承，为主要研究对象。由图1中间支承看出，外壳水平振动为247 祄，支架处振动123 祄，下部83 祄，水泥座上部振动77 祄，中部48 祄，下部22 祄，从振动衰减特性看抗振性能较差。B水泥座高1 520 mm，厚700 mm，虽风机钢板支承为下部横向加强，但因水泥支座较高相对单薄，横向刚度较差。前面分析高负荷风机出力增大时，其转子惯性力、轴承及基础支承力增大，引起风机振动的扰动力也会相应增大，当基础支承横向刚度差时，抗扰动性弱，此时就会明显显出风机振动增大现象，这与检测结果是一致的。

诊断结论

由以上分析、故障处理经验和现场检测证明，风机支承刚度不足是风机高负荷振动的主要原因。

2 振动处理

(1) 考虑到风机各支承组受力情况，烟气经过引风机获得能量后，因流体的冲击扰动作用，在引风机A、B、C三组支承中，A支承主要承受风机重力，B、C支承除受风机重力外，还要承受风机运转时产生的动负荷，所以B、C支承的刚度不足对其振动影响大，故在加强B、C基础钢架情况下，主要加强B、C水泥支承刚度。为了加强支承，同时兼顾检修维护空间，又整齐美观，于是将B、C水泥支承各组的内侧从地面0 mm向上沿支承700 mm打毛，0 mm向下-300 mm打至基建时的一次浇铸面并凿毛，然后按C20砼标准充实加固，如图3所示阴影部分为新加基础。

(2) 风机解体检查，更换原损坏零部件等并进行常规检修调整工作，检查并拧紧所有振松的联接螺栓及A、B、C支承各地脚螺栓。

机组停运扩大性小修中进行了上述处理后开机，负荷从0升至满负荷300 MW的过程中，在180，240，270，300 MW各工况沿风机后导叶圆周外壳多次现场检测，其测振结果如表1。

汽轮机原理及运行

1、汽轮机的级：一列喷嘴叶栅和其后相邻的一列动叶栅构成的基本作功单元。

2、选择填空：在膨胀流动过程中，亚音速汽流的速度变化率大于其比体积变化率，通道截面积将随速度的增大而减小;超音速汽流的速度变化率小于其比体积变化率，通道面积将随速度的增大而增大。

3、填空：(喷嘴损失)是蒸汽在流道内的磨擦而损耗的动能。

4、根据蒸汽在汽轮机内能量转换的特点，可将汽轮机的级分为(纯冲动机)、(反动级)、(带反动度的冲动级)和(复速级)。

5、纯冲动级：嘴叶栅中进行膨胀，而在动叶栅中蒸汽不膨胀的级称为纯冲动级。

6、带反动度的冲动级：蒸汽的膨胀大部分在喷嘴叶栅中进行，只有一小部分在动叶栅中进行的级称为冲动级。

7、最佳值使轮周效率达到最大值。

8、最佳速度比为：(x1)op=1/2cosα1

9、反动级的最佳速度比为：(x1)op=cosα1

10、简答：外部损失包括

(1)、轴封漏汽损失;

(2)机械损失

11、多级汽轮机中的余速利用和重热现象，可以使多级汽轮机的内效率与单级汽轮机的内率之比大于1。

12、填空：汽轮机的内功率减去机械损失，得到(轴端功率)

13、名词：彭台门系数：通过喷嘴的任一理想流量与同一初始状态下临界流量的比值为彭台门系数。

14、填空：当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，(增加进汽量)，机组的轴向推力(相应增大)。

15、汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，(热耗率降低)。

16、排汽压力升高，使(排汽温度)升高。

17、当外负荷增加时，使汽轮发电机组的转速降低。

18、汽轮机内效率的大小主要取决于汽轮机通流部分的结构和机组运行中所带负荷的水平。

19、汽轮机的调节方式有喷嘴调节、节流调节、滑压调节和复合调节。

20、(1)、喷嘴调节在调节过程中，随着各调节阀的逐个依次开启。

(2)、节流调节同时改变几个调节阀的开度。

(3)、滑压调节，滑压运行在部分负荷下节流损失最小。

(4)、复合调节方式是定压运行和滑压运行的组合。

21、名词:调节系统的静态特性: 稳定工况时，机组功率与转速的对应关系称为调节系统的静态特性。