《电厂火检风机动平衡应用》-工学论文，科技论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

电厂火检风机动平衡应用

范文

张道曹璐王朝立

摘要：对于火检风机转子质量不平衡故障，可以采用影响系数法加以解决。本文分析影响系数法的计算过程，简化配重角选取的计算公式，借助Excel软件编制数值计算模型，通过火检风机现场配重，解决了火检风机质量不平衡故障，为风机动平衡提供了参考。

关键词：风机;影响系数;配重角;动平衡

中图分类号：TM621文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）19-0054-03

Abstract： The influence coefficient method can be used to solve the mass imbalance fault of flame detection fan rotor. This paper analyzed the calculation process of the influence coefficient method， simplified the calculation formula for the selection of counterweight angle， compiled the numerical calculation model with the help of Excel software， solved the mass imbalance fault of the flame detection fan through the field counterweight of the flame detection fan， and provided a reference for the dynamic balance of the fan.

Keywords： fan;influence coefficient;angle of balancing;dynamic balance

造成火电厂风机振动的原因很多，也很复杂，但是不平衡是风机振动的主要原因之一。由不平衡所造成的振动约占转子系统振动原因的30%，约占机械全部故障的50%[1]。解决不平衡造成的风机振动故障的方法为转子动平衡，而进行转子动平衡一般采用影响系数法。影响系数法是利用专业仪器测量风机转子初始和试加重量后的振动相位和幅值，根据测得的数据和试加重量，计算出影响系数，再通过影响系数计算出不平衡质量的位置和大小[2]。

在应用影响系数法的过程中，相关学者[3-4]只是运用软件和画图法分析出转子配重块的位置和重量，没有对试重块前后振动数值变化量进行计算分析，对配重角度选取的计算公式也未分析清楚，实际操作中并没有按照计算的配重角度进行。因此，明确影响系数法的计算分析过程显得尤为重要。本文通過分析加装试重块前后振动数值变化量的计算过程，简化配重角选取的计算公式，借助Excel软件进行模拟计算，运用数值模拟计算模型，得到最终配重块的角度和重量，为转子动平衡的配重提供了参考。

1 物理模型

1.1 设备模型

图1为某电厂火检风机的结构示意图，电机转子与风机转子为整根转子，两转子间无联轴器。整根轴系由电机的前后轴承支撑，即图1中的1号轴承和2号轴承，测量转速为2 975 rad/min，转频为49.58 Hz。

1.2 振动模型

测量风机动平衡的传感器包括振动传感器和键相传感器。振动传感器测量振动的幅值和相对相位;键相传感器测量振动的绝对相位，即通过键相传感器得到确切的不平衡位置。振动高点的相位角以振动传感器为零位并逆转向计角，加装的配重块以键相传感器为零位逆转向计角。振动测量的数值模型如图2所示。

2 影响系数法数值模拟建模

2.1 计算方程

2.3 数值模拟计算

根据试重块的数值，计算得到影响系数，再根据公式（1）计算得到最终的配重块向量[P2]。根据公式（1）、（2）、（4），利用Excel软件进行数值建模，将各数据的公式编入相应表格中，建立的计算模型如表1所示。表1中只需要录入[A1]、[A0]、[P1]的幅值和相位值，即可计算得到最终的配重向量。

3 动平衡应用

以某电厂火检风机为例，采用影响系数法对转子动平衡进行数值模拟。在火检风机的电机端1号轴承和2号轴承处分别安装水平方向和垂直方向的振动传感器，在火检风机叶轮处贴上反光带，并安装键相传感器，从风机侧看向电机侧，风机为顺时针旋转，键相传感器与水平方向传感器逆转向相差270°，与垂直方向传感器相差180°。振动测点选取时，1V为1号轴承垂直方向振动，1H为1号轴承水平方向振动，2V为2号轴承垂直方向振动，2H为2号轴承水平方向振动。

3.1 风机不平衡振动分析

表2为火检风机振动的初始值。由表2可知，电机水平振动数值大于垂直振动数值，1倍频幅值占通频振动幅值80%以上，2号轴承振动值大于1号轴承，即越靠近风机侧振动越大。综上所述，风机转子存在不平衡，需要进行动平衡来消除振动。

3.2 动平衡的数值模拟应用

由于2号轴承水平振动数值最大，因此将2号轴承水平振动1倍频的幅值和相位作为平衡振动的原始数据，即将15.7∠193作为原始的振动值，运用影响系数法，选取试重块，计算影响系数，根据系数得到最终配重值，平衡振动高点。

配重角的选取和计算。考虑到风机为挠性转子，初次选取的机械滞后角应为钝角，因此选择滞后角为100°的钝角，按照配重角计算公式计算选取的配重角为193°+180°-100°=273°。遵循安装角度方便的原则，最终选取的角度为270°。

根据经验值公式（7）计算得到配重块质量为6 g左右。由于采取焊接方式加装配重，考虑到实际过程中焊材用量的多少，最终确定试块与焊材的重量为6.6 g。因此，初次加装配重的矢量值为6.6 g∠270。火检风机加装试重后的振动数值如表3所示。

由表3可知，加装试重后，2号轴承水平振动变化明显，由15.7∠193变为9.27∠217。单平面影响系数法动平衡数值模拟计算结果如表4所示。由表4可知，该火检风机的影响系数为1.23，机械滞后角为75°。对此台火检风机来说，在转速不变的情况下，该机械滞后角为定值，此数值为今后此台火检风机的动平衡配重奠定了基础。通过滞后角的计算，可以快速准确地配重平衡块，减少火检风机的启停次数，提升配重的效率与质量。

由表4可知，不拆除试重后的最终配重为[P2]=7.5 g∠321。根据火检风机实际情况，选取方便施工的角度值，最终角度选取315°，实际最终配重的位置和角度确定为[P3]=7.6 g∠315，最终配重的半径与试重块的半径位置保持一致，最终配重安装后的振动数值如表5所示。

由表5可知，电机#1、#2轴承的振动值均达到优秀值，影响系数法的动平衡配重效果显著。

4 结论

①同一台设备在同一转速下的机械滞后角是不变的，通过确定机械滞后角，能提升转子动平衡的质量与精度。

②通过推导影响系数法向量的计算，运用Excel软件建立数学模型，降低了计算难度，与常规的作图法相比，精准度高，效率快，通过某电厂火检风机的论证，可行性强。

③在配重角选取时，无须考虑键相传感器与振动传感器的夹角，统一采用键相传感器计角，公式简化为[θ=?±180-β]，使得现场配重更加方便快捷。

参考文献：

[1]杜永春.一次加重现场动平衡技术在锅炉引风机检修中应用[J].设备管理与检修，2017（8）：111-112.

[2]何新荣，郭嘉.电厂风机动平衡技术研究及应用[J].电站系统工程，2018（2）：31-34.

[3]杨建刚.旋转机械振动分析与工程应用[M].北京：中国电力出版社，2007.

[4]王凤良，府冬明，许志铭.电厂风机动平衡技术研究与应用[J].电站系统工程，2013（4）：46-50.

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。