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大型双吸离心风机现场三点动平衡校正

  来源:www.sdskjckj.com
风机振动偏大现象是个普遍同时也很正常的现象,风机叶轮在经过长时间运行后叶片的耐磨层会出现不同程度的磨损,同时也会造成叶片上出现不规则的耐磨层裂缝及坑洼现象,或者也会有焊接位置焊缝磨损出现分层现象,这样就很可能有粉尘进入这些位置,造成风机转子叶片出现不平衡的现象,从而出现风机振动大的问题。
  现在在设备专业处理转子不平衡问题的解决方法有很多,但最终不平衡点的寻找确是最关键的,而风机的振动值又是一个很重要的参数,它的大小是最直观的反应转子不平衡的程度。为解决风机转子的不平衡现象,本文采用的是最简单也是最实用的三点动平衡之位移值三点外心画图法解决的一项带粉尘运行双吸离心风机不平衡解决实例。
  阐述
  风机在运行中会出现叶片磨损不均匀或者积灰不均匀造成工作时振动超标而无法运行,需要对风机转子进行动平衡校验来消除不平衡现象,从而减小振动值,保证生产运行。而在实际工作过程中由于各方面的因素造成生产现场不具备高精密仪器处理风机不平衡现象的条件,因此设备专业通常利用简单实用的三点法来进行现场动平衡校正工作,其特点是寻找不平衡点迅速,不用拆卸各处防护罩或者联轴器、,不用增加多余的检测装置、计算方法及程序简单、易于掌握及节约时间等。
  设备参数及校验背景
  设备参数:
  某自备余热发电项目节能减排水泥工厂6000t/d熟料生产线,生料制备系统一台带粉尘运行的Y5-2×48-14№29.7F双吸离心风机
  校验背景:
  某水泥厂在生产运行两年后,运行期间发现该风机振动中控监测值已达到8.4mm/s,超过风机保护跳停值8mm/s,为保证生产将保护值调整至12mm/s跳停。在利用停机期间检查发现风机转子磨损严重且不均匀,同时叶片上出现了积灰、耐磨层与木材分层等现象,为保证生产正常运行,前期安排对风机叶轮磨损出进行保守堆焊耐磨恢复工作。在确保耐磨恢复工作达到一定效果后安排进行风机动平衡校验,为求达到生产正常参数,保证设备正常运转,故进行动平衡校正。
  动平衡方法及步骤
  动平衡方法:
  三点动平衡之位移值三点外心画图法
  工作步骤:
  1、 确认风机断电隔离程序到位,所有能量均得到隔离消除后打开检查门,利用压缩空气清理风机叶轮上各处积灰,确保叶轮平衡校验无积灰造成的偏重影响;
  2、 检查叶轮轴、锁紧螺栓、叶片耐磨层、加强筋以及原焊接配重块是否有裂缝、脱落、磨损、剥离、隔层等异常现象,检查叶轮两端进风口气息是否均匀一致,若有此故障现象首先进行焊补、修复、耐磨、调整处理;
  3、 确认风机叶轮恢复完成后清理叶轮焊渣药皮及杂质,再次确认叶轮清理干净;
  4、 关闭风机检查门,恢复风机电源送电,确保现场安全后通知开机运行(开机运行前将风机进出风口进行关闭);
  5、 待风机运行稳定后检测轴承座振动情况,测量风机轴承座水平振动值Vo=136um(测量时选取位移值,单位微米),同时可记录风机、电机各处轴承座各方向振动速度值用以对比(此时手持检测与中控监测风机轴承座振动速度值水平方向4.8mm/s、垂直方向1.6mm/s);
  6、 测量完成后进行风机的断电隔离,确认风机叶轮停止自转安全后打开检查门,再次清理叶轮积灰(可在再次开机前清理);
  7、 将风机叶轮沿圆周方向三等分,在角度相隔120°分界线上标记A、B、C三点于叶轮边缘处(为不影响配重焊接及风机运行,注意提前确认叶轮表面情况);
  8、 下料试验配重块,配重块重量Wo=304g(选取风机叶轮重量的1-5万分之一,焊条重量计算在内),点焊固定于风机叶轮A点(注意因需要去除试验配重块故不需焊满,避免不好清理影响后期检测工况);
  9、 重复上述3、4、5步骤,测量A点焊接试验配重块时风机运行时轴承座水平振动值V1=169um,同时记录风机、电机各处轴承座振动速度值;
  10、 重复上述序号8步骤,分别在叶轮B点、C点各焊接试验配重块304g(焊条重量计算在内),分别检测风机运行时轴承座水平振动为V2=141um、V3=104um,同时记录风机、电机各处轴承座振动速度值;
  11、 确认风机叶轮上A、B、C三点试验检测完成后画图确认叶轮最终焊接调整块位置点。在画图软件上任意画一规则圆,半径取180(圆半径建议选取稍大于所检测的A、B、C三点所测的振动位移值的最大值);然后分别在该圆上找出A、B、C三点的方向位置,即圆周三等分分界线上,连接OA=V1=169,OB=V2=141,OC=V3=104;连接A、B、C三点成ΔABC,用三点画圆法画ΔABC的外接圆圆O',连接OO';以O'为起点,O'O方向画射线至圆O交予点D,D点即为叶轮最终焊接调整块位置,标注OD与OC夹角∠COD=22°;

图示如下

12、 根据三点动平衡法相对A与B点,因D点与C点临近,即可按照C点焊接试验配重304g时所检测的振动值V3=104um来计算D点需加调整配重重量为W=1292g(焊条重量计算在内);
      公式如下:
     Vo----首次清理叶轮积灰未焊接配重块时风机轴承座水平振动值136um;
     Wo---A、B、C三点试验配重块重量,304g;
     V3----C点焊接试验配重块时检测的轴承座水平振动值104um;
  13、 根据风机叶轮直径3000mm、∠COD=22°可计算CD弧长为L=575.6mm(风机叶轮外圆C点往B点方向575.6mm)故直接点焊固定调整配重块W=1292g(临时点焊焊条重量计算在内,因此配重块需验证正确性故未焊满,需减去焊满时焊条的重量,故实际焊接重量为1160g,待确认检测数据正常后再补焊至1292g)至D点;
  14、 重复上述3、4、5步骤,测量D点焊接调整配重块时风机运行时轴承座水平振动值V4=130um,同时记录风机、电机各处轴承座振动速度值;
  15、 根据上述序号14得出的风机振动V4=130um(测量的速度值为4.7mm/s)数据明显不能满足运行要求,基本与原未焊接配重检测数据一致,判断按照C点检测数据来确认D点增加调整块数据不可取,决定去除D点的调整配重块W=1275g再重新焊接试验配重块Wo至D点进行数据检测;
  16、 重复3、4、5步骤,测量D点焊接试验配重块Wo=304g(焊条重量计算在内)时风机运行时轴承座水平振动值V5=91um,同时记录风机、电机各处轴承座振动速度值,确认D点确为轻点,焊接配重对风机振动下降明显,故决定以此数据来计算D点最终需增加的调整块重量;
  17、 重新根据上述序号12调整块计算公式进行计算可得:
    Vo----首次清理叶轮积灰未焊接配重块时风机轴承座水平振动值136um;
    Wo---A、B、C、D四点试验配重块重量,304g;
    V5----D点焊接试验配重块时检测的轴承座水平振动值91um;
  18、 确认D点最终应增加配重W=918.7g(焊条重量计算在内),因进行上述序号16时已经焊接了试验配重块Wo=304g,故只需再增加焊接重量为W-Wo=918.7g-304g=614.7g配重量即可;
  19、 重复上述序号8步骤,在叶轮D点临时焊接配重块460g(临时点焊焊条重量计算在内,因此配重块需验证正确性故未焊满,需减去焊满时焊条的重量,故减去焊补需要的焊条重量154.7g),开机运行检测风机、电机各处轴承座振动速度值水平方向V=1.7mm/s,垂直V=1.0mm/s(因风机在此次开机运行25秒左右风机电机水阻柜水温过高跳停,未能及时检测到V6数值,根据手持测量工具与中控监测数据基本一致,按照中控监测轴承座振动速度值作为依据),完全可以达到生产运行要求。
  20、 确认振动值有效合格后再次对风机进行断电隔离,确认风机叶轮停止自转安全后打开检查门,焊接154.7g焊条加固D点配重调整块,清理药皮,最后关闭风机检查门,恢复风机电源送电开机运行(此时已完成风机电机水阻柜降温工作,可重新进行开机运行),待风机运行稳定后检测轴承座振动情况,测量风机轴承座水平振动为V7=49um,现场手持检测及中控监测风机轴承座振动速度水平方向V=1.9mm/s、垂直方向1.1mm/s,数据均在设备运行允许范围之内,可正常生产运行,确认动平衡校验合格后决定带负荷运行检查风机振动情况,在与生产部门协商好后,由巡检现场确认各位置安全、合格后通知中控逐一对生产线上设备进行了开机,最后确认循环风机已经带负荷运行后检测现场轴承座振动情况,检测数据为水平方向2.2mm/s,垂直方向1.2mm/s,此数据在风机正常运行的振动允许范围之内(因风机叶轮叶片上存在积灰情况,可能会导致开机运行时叶片积灰而影响叶轮的不平衡,所以正常运行时与在关闭进出口风门时的运行振动数据是存在轻微差异的)。
  总结
  风机转子在旋转过程中,由于磨损的因素影响会造成转子叶片出现不规则的耐磨层裂缝及坑洼现象,或者也会有焊接位置焊缝磨损出现分层现象,这样就很可能有粉尘进入这些位置,从而产生一定的不平衡量。基于机械振动原理、参数基础数据可靠、设备情况基础上,通过试重、测量、做图、计算等简单操作,就能将转子的不平衡量进行消除,达到转子振动值下降的现象,使转子运行始终保持在一个允许的范围内,确保生产中设备的安全稳定运行。
  其实在实际操作时因此方法为三点动平衡法,所以一般在检测的最开始的未加试验配重,叶轮为不平衡状态时的振动数据后只需要检测叶轮均分三点的振动数值后就能最后确认不平衡点,直接进行配重增加就可以完成校验工作。但因为均分的三点不一定正好处在不平衡点的方向上,所以在上述A、B、C三点方向上进行了增加配重检测数据后再进行了一次D点的试验配重检测振动

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