声波引起的风机振动分析与处理

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声波引起的风机振动分析与处理 摘要：100MW机组配套送风机，型号为G4-73-No 22D,设计出力26.1万m3/h，在随汽轮发电机组大修启动后，送风机风壳及风道振动严重，由于风机振动造成部件损坏，被迫使该风机三次停运处理缺陷。最终发现是由于风机入口挡板安装错误，空气流与风轮扰动产生声波，声波引起风机风壳及风道振动。经现场调整挡板方向，困扰了50余天的送风机风壳及风道振动问题得以消除。关键词：风机、振动、声波问题概况：一台100MW机组配套的410T/h锅炉大修启动后，两台并列运行送风机中的一台送风机的风壳及出口风道产生强烈振动，振动波及锅炉九米平台振动严重。该锅炉配套的两台送风机为G4-73-No 22D型，出力为261000m3/h的离心风机。在最初的检查处理中，因为没能找到引起振动的具体原因，振动不能及时消除，致使该送风机的风壳结合面多数螺栓频繁断裂，送风机出口风道部分钢板焊缝振动撕裂，锅炉的低温预热器密封破坏，漏风增大。在该风机风壳振动的50余天期间，该送风机先后三次停运，处理风壳结合面螺栓断裂和风道钢板开焊缺陷，造成锅炉降负荷三次。该风机大修前运行正常，大修时进行过风轮、轴承、电动机、出口及入口风道的检查处理，更换过风机的入口挡板（轴向导流器）。大修后启动该送风机运行时，调整入口挡板开、关时，风机电流变化对应正常，开度指示与风量对应正确。送风机转动部分----电动机、轴承振动情况正常（振动均在20微米以下）；送风机入口风道振动也不明显；振动部位在送风机风壳及出口以后的风道部分。运行中发现，该风机振动的大小与入口挡板的开度有一定关系，当该送风机的入口挡板全开和全关时振动减小；但在正常运行所需的入口挡板开度状态，即入口挡板开启30%--50%时振动较大。当时生产系统技术人员对于转动部分不振动，而静止部分振动情况没有遇到过，没有这方面的分析处理经验，一时没法下手，只能是一边查找问题，一边处理振动造成的设备损坏。问题检查与分析判断：本人当时是一名锅炉运行班长，最初对现场出现的设备问题并没有进行深入的观察分析，只是等待检修人员的检查处理。随着时间的推移，发现该送风机的振动成为疑难问题后才进行了细致的检查和原因分析。现场检查情况为：送风机风壳和风道钢板的刚性条完整，不存在风壳及风道钢板刚性降低引起的振动；该风道及风壳的支撑设备部件均完好，也不是支撑问题影响；风机的转动部分运行稳定，排除了转动部分振动引起的原因。那么引起送风机风壳和风道振动的原因应该在风机的风系统查找。引起风机风壳及风道振动的风系统原因有：风机发生喘振或风系统有扰动引起的低频声波或次声波。 1、风机发生喘振的可能性分析：当风机发生喘振时，风机电流摆动大，风机风压波动大。而现场情况是风机电流和风压并不波动，因此排除送风机喘振的可能性。 2、风系统有扰动引起低频声波或次声波的可能性分析：当系统内部有扰动使气流方向间歇改变时，会在扰动部位产生低频声波或次声波，由于低频声波或次声波不易衰减，具有一定的破坏能力。因此当送风机内有扰动时，易引起风机风壳和风道的共振。经过现场的多次对比观察发现，该风机入口挡板（轴向导流器）的开关方向与其它同类型风机入口挡板的开关方向相反，开启过程的气流方向（外部推测）与风机叶轮的旋转方向相反，其它风机的入口气流方向与风轮的旋转方向相同。是否就是因为入口挡板开关方向装反，引起的风机风壳振动呢？分析认为：逆叶轮转向旋转的气流与风机叶轮的叶片碰撞产生低频声波或次声波(风机转速为980rpm，风机叶轮有12个叶片，轴向导流器导叶有12个叶片)，该声波在传播过程中遇到风机风壳和风道时造成了该部件的振动。假如是此原因引起的风机风壳及出口风道振动，那么，当风机入口挡板全开时，由于气流方向与风机风轮旋转方向的角度变小，气流与叶轮的碰撞减小，应使风机振动减弱；当风机入口挡板全关时，入口挡板只起到节流空气的作用，到达叶轮的气流不存在旋转，同时速度很低，不会与风轮产生强烈碰撞，因此在全关入口挡板时，风机也不应发生振动。由于此低频声波产生在风轮的进气侧，声波的传播方向与入口风道垂直，声波应对风机的入口风道影响不大。如此推测的结果，声波造成风机振动产生的现象能与现场实际情况相符。分析结论：该送风机入口挡板（轴向导流器）开关方向安装错误，致使进入风机的气流与风机叶片碰撞产生了低频声波或次声波，引起风机的风壳、出口风道振动。问题处理：根据检查和分析结论，运行中将该风机入口挡板开度调整到50%，逐一将轴向导流器的每个导叶旋转90°后重新固定，处理后，风机风壳和风道的振动消失。此时该送风机入口挡板操作器的开关方向和开度指示均与实际相反，重新调整执行器的开度指示和操作器的开关接线后处理结束，该送风机运行正常。后话：风机的轴向导流器，在起调节风量的同时也起着进风导流的作用。检修人员安装时的一时疏忽，造成风机长时间不能正常运行和设备损坏。这一问题的发生，提醒我们在今后的工作当中一定要严格工艺质量，才能保证设备的正常运行；同时，此问题的分析处理过程，给我们提供了一些静止部分产生振动的分析处理方法，希望能给大家一些借鉴。

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谢谢总结，