軸流風(fēng)機(jī)振動(dòng)分析_圖文

1、軸流風(fēng)機(jī)振動(dòng)分析古通生中石化廣州石化分公司摘要:一臺(tái)更新的催化裂化煙機(jī)組的軸流風(fēng)機(jī),正常運(yùn)行僅兩年零一個(gè)月,就出現(xiàn)振動(dòng)超高高報(bào),采用S8000PLUS 在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),查出軸流風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因是轉(zhuǎn)子出現(xiàn)嚴(yán)重的動(dòng)不平衡。關(guān)鍵詞:軸流風(fēng)機(jī)振動(dòng)分析一、概述催化裂化煙機(jī)組由煙機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、減速箱、電機(jī)(發(fā)電機(jī)四機(jī)組組成,四機(jī)組在2002年進(jìn)行了改造,改造后只保留電機(jī)(發(fā)電機(jī),其余都進(jìn)行整臺(tái)更新,改造后的機(jī)組于2002年5月28日正式投入運(yùn)行。投用后煙機(jī)因轉(zhuǎn)子的動(dòng)葉片被催化劑沖刷而被迫多次檢修,但軸流風(fēng)機(jī)等其它設(shè)備則一直運(yùn)行正常。軸流風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)見表1。煙機(jī)組的結(jié)構(gòu)布置圖及軸流風(fēng)機(jī)的振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置

2、圖如圖1所示。振動(dòng)報(bào)警值(m額定轉(zhuǎn)速(r/min 第一臨界轉(zhuǎn)速(r/min 額定功率(KW 額定流量Nm 3/min表1:軸流風(fēng)機(jī)性能參數(shù)表 圖1:機(jī)組的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及測(cè)點(diǎn)布置圖煙機(jī)組是我廠關(guān)鍵機(jī)組,在02年機(jī)組改造時(shí)同步安裝了一套由深圳創(chuàng)為實(shí)公司生產(chǎn)的S8000PLUS 在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。S8000PLUS 系統(tǒng)主要功能為:連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)組運(yùn)行中的振動(dòng)及各種工藝參數(shù),自動(dòng)存儲(chǔ)振動(dòng)信號(hào)及工藝過程量等有診斷價(jià)值的數(shù)據(jù),并提供專業(yè)的診斷圖譜;現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程專家可及時(shí)識(shí)別機(jī)組的狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)故障的早期征兆,對(duì)故障原因、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)等做出準(zhǔn)確判斷,從而及早消除故障隱患,避免事故的發(fā)生。系統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu)圖如圖2所

3、示: 圖2:S8000系統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu)圖二、現(xiàn)象及原因分析2004年6月24日17時(shí)28分,正常運(yùn)行中煙機(jī)組的軸流風(fēng)機(jī)兩端的振動(dòng)發(fā)生高高報(bào)警,DCS顯示其兩端的振動(dòng)值突然超量程(儀表最大量程為200¦Ìm后迅速回落到130150¦Ìm之間,平時(shí)軸流風(fēng)機(jī)兩端的振動(dòng)最大值不超過35¦Ìm;使用DP1500數(shù)據(jù)采集器測(cè)試軸承座振動(dòng)烈度達(dá)6.8mm/s,而平常最大只有1.5mm/s左右,軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部發(fā)出異常聲音,機(jī)組發(fā)生了故障。使用S8000系統(tǒng),從下列幾方面著手來分析軸流風(fēng)機(jī)故障原因:1、調(diào)閱振動(dòng)突變前后7個(gè)小時(shí)的工頻分量趨勢(shì)圖調(diào)閱軸流風(fēng)機(jī)前后

4、兩軸承4個(gè)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)通頻、工頻趨勢(shì)圖。通過比較通頻、工頻兩趨勢(shì)圖發(fā)現(xiàn),振動(dòng)是因工頻分量值突然上升引起的。圖3就是軸流風(fēng)機(jī)振動(dòng)突變前后7個(gè)小時(shí)的工頻分量趨勢(shì)圖,從圖中可看到事故發(fā)生的時(shí)間是17:33:02,突變前工頻分量值及相位一直很平穩(wěn),四個(gè)測(cè)點(diǎn)XE-101A/B、XE-100A/B工頻分時(shí)值都很小,振動(dòng)值分別為19/11、16/21¦Ìm,振動(dòng)突變時(shí)振動(dòng)值急劇上升,各值分別上升到224/207、192/143¦Ìm。圖3相位趨勢(shì)表明,振動(dòng)突變時(shí)四個(gè)測(cè)點(diǎn)相位跟著突變。 圖3:振動(dòng)突變前后7個(gè)小時(shí)的工頻分量趨勢(shì)圖2、調(diào)閱振動(dòng)突變時(shí)波形頻譜圖調(diào)用波形頻譜圖觀察

5、振動(dòng)突變時(shí)波形頻譜情況,以XE-100A測(cè)點(diǎn)為例,其振動(dòng)突變時(shí)的波形頻譜圖如圖4所示。波形圖顯示,振動(dòng)突變前后波形可稱為是規(guī)則的正弦波,變化的只是幅值大小改變,而周期沒變;頻譜圖則顯示主要是工頻成份。圖4:XE-100A波形頻譜圖3、振動(dòng)突變前后的軸心軌跡圖軸流風(fēng)機(jī)后軸承振動(dòng)突變前軸心軌跡圖如圖5所示、振動(dòng)突變時(shí)軸心軌跡如圖6所示、振動(dòng)突變后的軸心軌跡圖如圖7所示。圖7的軌跡屬橢圓同步正進(jìn)動(dòng)。 圖5:軸流風(fēng)機(jī)后軸承振動(dòng)突變前軸心軌跡圖圖6:軸流風(fēng)機(jī)后軸承振動(dòng)突變時(shí)軸心軌跡圖圖7:軸流風(fēng)機(jī)后軸承事振動(dòng)突變后軸心軌跡圖從趨勢(shì)分析、波形分析、軸心軌跡分析來看,振動(dòng)突變后的圖譜體現(xiàn)為:工頻占通頻值的主要成份、振動(dòng)突變時(shí)相位突變、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定相位穩(wěn)定、波形為正弦波、軌跡屬橢圓同步正進(jìn)動(dòng)的特征。而這些特征正是轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡的特征,這說明正常運(yùn)行中軸流風(fēng)機(jī)突然嚴(yán)重動(dòng)不平衡,對(duì)于軸流風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子來講,最有可能的是出現(xiàn)葉片斷裂事故。機(jī)組被迫停機(jī)進(jìn)行搶修,4、檢修情況:在11級(jí)有2個(gè)動(dòng)葉片斷裂;靜葉支承缸變形,成橢圓形,檢查動(dòng)、靜葉片的頂間隙最小只有0.05mm(原設(shè)計(jì)動(dòng)葉頂間隙最小0.75mm,靜葉頂間隙最小0.65mm;主風(fēng)機(jī)出口端徑向瓦燒損,巴金熔化、變形;入口端徑向瓦有裂紋。葉片斷裂如圖8所示。圖8:葉片斷