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工业冷风机_电站通风机和电动机的现场平衡“百项能效标准推进工

电站通风机和电动机的现场平衡

寇胜利/西安热工研究院有限公司

摘要:介绍了电站通风机和电动机的现场平衡方法,并结合实例做了说明。
关键词:通风机振动现场平衡
Abstract: Field balancing of fan and motor in power station is introduced, and described by examples.
Key words: FanVibrationField balanling

1 引言

  转子的平衡可以采用两种方式:一种是在平衡机上平衡;另一种是在实际运行状态下平衡(称为现场平衡),工业冷风机。后者综合考虑了各种因素对振动的影响,平衡效果好,而且节省时间。大多数的平衡问题均可以通过这种方式解决。

  就现场平衡的方法而言,可以分为测幅平衡和测相平衡。测幅平衡只需要测量振动的大小,用周移法、三点法等方法进行计算。这种方法比较简单易行,但精度低,启动次数多;测相平衡采用可同时测量振幅和相位的仪表。平衡时首先在转子上加一个(或一组)试验质量,通过加重前后振幅和相位的变化,计算校正质量的大小和方向。这种方法精度高,启动次数少。本文将介绍用测相法对风机进行的平衡。

2 平衡原理

2.1 不平衡的诊断

  一般来说,只要振动成分中基频占主导地位,就可以认定存在不平衡。基频的幅值取决于不平衡的大小和支撑工程的刚度,相位与不平衡的角度有关。

2.2 刚性转子的平衡

  所谓刚性转子,是指转子的工作转速低于一阶临界转速,不平衡离心力较小,由此引起的挠曲变形小得可以忽略。

  刚性转子存在两种形式的不平衡:静不平衡和力偶不平衡。从理论上讲,在两个平面平衡可以同时消除这两种形式的不平衡。

2.3 柔性转子的平衡

  柔性转子的平衡方法称为振型法。所谓振型法是根据柔性转子的振动理论和振型函数的正交性,分别对转子的各阶振型进行平衡的一种挠性转子平衡方法。

2.4 试验质量的选择

  测相平衡的步骤:首先测量转子的原始振动,然后在转子上加一个(或一组)试验质量,并测量试加后的振动值。依据试加前后的振动值就可确定校正质量的大小和角度。

  如何确定试验质量的大小和角度是平衡过程的一个重要问题。

  由振动相位和机械滞后角可以确定试验质量的角度。对于刚性转子而言,从理论上讲滞后角接近于零度。当然由于测试误差的存在,会与零度有一定的偏差,但总的来说偏差不会太大,玻璃钢负压风机。对于柔性转子滞后角,需要结合不平衡的性质以及临界转速来考虑。

  试验质量的大小主要依靠经验确定。试验质量过大,有可能使振动进一步增大,甚至无法启动;试验质量过小,引起的振动变化太小,使平衡计算的误差大。

3 风机的平衡

  风机可以看作具有集中质量的单轮盘转子。平衡时只需要一个校正平面,校正质量安装在叶轮上。若叶轮有平衡槽,平衡时将校正质量安装在平衡槽内;若叶轮没有平衡槽,平衡时将校正质量焊接在轮盘的外缘。

  风机平衡如果没有影响系数时,试验质量选择范围在300~500g。

  例1 宣威电厂7A送风机

  该风机转速为1500r/min。运行中风机轴承的振动值达到220μm。振动为基频,判断为不平衡引起。风机叶轮有平衡槽,可在此处加重。平衡过程如表1所示。

  平衡进行了两次。第一次平衡后,依据计算结果将平衡角度调整了50°,降温设备,振动达到满意水平(见表1)。

表2电动机平衡

序号

摘要

电机轴承振动μm∠(°)

1

2

0

平衡前

31∠157

227∠127

36∠176

220∠132

1

平衡后

11∠243

22∠243

14∠253

25∠222

  例2 神头二电厂2号引风机振动的诊断与平衡

  山西神头第二发电厂一号炉2号引风机,轴功率2987kW,额定转速为1480r/min,叶轮直径2780mm,风机转子重约8t。配套电机功率3500kW,转子重3.5t,平衡槽半径260mm。支持轴承均为滚珠轴承,轴系示意图见图2。

  1997年3月,该风机轴承振动值达到400μm,停机检查发现轴承已损坏。修复轴承后启动,振动值仍然超标,振动成分以基频为主。
   基频振动大反映出平衡状态不佳。不平衡可能在风机叶轮或电机转子,但考虑到风机转子的质量比电机转子的质量大。当大转子与小转子连接在一起时,由于前者能量较高,可以将后者激励起来;而后者对于前者的影响则较小。因此,主要的振源可能在风机一侧。

  基于上述分析,决定首先对风机侧做平衡。平衡后各轴承的振动都明显改善(见表3)。

 

表3  风机的平衡

摘要

校正质量

g∠(°)

轴承座振动μm∠(°)

电机轴承

风机轴承

1

2

3

4

0

平衡前

0

351∠284

227∠275

221∠179

212∠121

1

平衡后

320∠120

77∠201

113∠189

19∠217

74∠29

注:轴承振动为水平方向。


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