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现场动平衡的必要性
设备转子的质量不平衡是转动设备常见的问题,也是目前现场振动的主要故障,约60%可以归结为动不平衡造成。成功的消除或减小转子不平衡是降低机械振动的主要手段。质量高的动平衡会提高安全性,延长机器寿命和提高设备利用率。所以现场动平衡是直接行之有效的方法,也是经济效益的需求。
现场动平衡的目的,是使不平衡引起的机械振动、转子轴的动扰度和作用于轴承上的力达到允许值,所以现场动平衡的评价一般是用现场机械运行的振动标准进行衡量。而且现场要求在短的时间内达到用户满意的动平衡效果,其难度比在加工厂大很多。
现场动平衡不同于机上转子动平衡
1、转子在动平衡机上和本身设备上的支撑动态特性不同,这对于刚性转子影响不大,但对于具有挠性特征的转子就不同了,这就是有些转子在动平衡机上作平衡后安装在机器上振动大的一个重要的原因。
2、现场设备安装会产生安装误差。设备安装误差有轴承装备偏差、轴承同心度偏差、转子连接偏差和机器于基础安装的偏差等。轴承装配偏差包括有转子轴径与轴承的间隙、轴承与轴承座的配合偏差,转子连接偏差是指固定式联轴器连接的同心度和平直度偏差,以及轴承座与机器的底板之间的安装误差,轴承同心度偏差是两个或多个轴承之间的同心度偏差,机器与基础安装的偏差主要指的是机器与基础连接刚度的偏差和机器安装的水平度偏差。转子轴系对中不良,支撑点标高调整不当以及基础的不均匀沉降,这些对机器振动都有很大的影响,这和转子在动平衡机上旋转是完全不一样的。
3、多个转子连接形成的轴承与平衡机上单个转子不同,这里主要是指单转子的临界转速和振型与多个转子连接后形成轴系的临界转速和振型不同。引起连成轴系的临界转速和振型变化的原因,有机器的轴承座动刚度、油膜刚度与动平衡机上单个转子动平衡支承刚度的差别,还有连成轴系后转子轴端连接状态和支承标高发生的变化。对于采用有限的校正平面动平衡具有挠性特征(轴弹性)的转子,其振型发生变化时,转子不平衡状态显然会发生变化。
4、转子在动平衡机上一般两个支承刚度是一样的,而在本身设备上的支承刚度许多情况是不一样的。这种设备上的两个支承刚度不同的情况比支承刚度相同的情况造成的机器振动复杂,动平衡的难度就比较大了。
5、个别转子未经过高速动平衡,有些零件(如联轴器、机头油泵、励磁机等)未与转子一起进行高速动平衡。
6、在带负荷运行状态下,转子的不平衡会发生变化。机器带负荷运行引起转子不平衡变化的主要原因是热不平衡,转子局部热变形引起的不平衡。在动平衡机上的动平衡一般是在常温下运行,它与有些转子的运行温度有较大差别,如汽轮发动机组,汽轮机转子是在200℃至300℃的温度下运行,发电机转子也要接近100℃的温度下运行。尽管有些制造厂拥有高速动平衡设备,可以采用加热等方法进行模拟现场的情况,但是出于费用和技术的考虑,一般只在大型机组(300MW以上)进行再高速动平衡设备上的转子热态动平衡。发动机转子热态动平衡(热灵敏度试验)
现场动平衡主要优点
1、现场动平衡一般是在机上平衡的基础上进行现场动平衡,除了能够解决机上平衡不能解决的现场问题,还可以进一步提高动平衡的精度。特别是对于高速旋转的设备,非常需要现场动平衡。
2、现场动平衡是完全装配好的设备上在运行工况下进行的动平衡,可以补偿装配上的误差。如在现场消除振动过程中遇到过汽轮机转子和发电机转子虽然各自在出厂时做了动平衡,但到厂回装联轴器连接后,汽轮机及发电机成为一个转子后,启动机组还是出现振动,而现场动平衡就可解决这个问题,因为现场动平衡是在机组正常额定转速下运行时的振动分析及现场消除,是一种有效的补偿方法和问题处理方法。而对于转子因转子质量不平衡造成的振动,不管是在临界转速时振动过大还是在汽轮机额定转速定速时的振动,通过现场动平衡仪分析造成振动原因,如频谱分析、倍频分析、轴心轨迹分析、相位分析等,查出造成振动原因后在转子欠量相位处配重一定质量的平衡块就可消除振动,工作完成。从而达到在优良的振动范围内运行。
3、不需要拆卸设备和运输转子,节省时间(一般拆卸转子大约7天时间)降低费用、运输费用及风险。减少停机时间停机的损失。一般情况下现场动平衡时间可控制在3小时至48小时以内完成(与做何种设备有关如汽轮机、水轮机、风机、电动机等)。例如:风机一般在厂家出厂前做转子动平衡到现场安装后振动都能在合格范围内运行,而经过长时间运行后,叶片冲刷、腐蚀、磨损等原因会造成转子的质量不平衡,这时风机出现振动。如果回厂做动平衡需要拆除机壳、拆除叶轮,拆除轴承、拆除联轴器、运输等环节,需要耗费大量的时间、人力、物力等,而现场动平衡就可解决这一难题,因在现场不拆除叶轮情况下就可消除因转子质量不平衡造成的振动。通过在现场消除振动,达到良好的运行状态。
4、转子在运行中受到温度。压力、变形、、周围环境、膨胀等的影响,现场动平衡可以实地测量及校正,特别是工作在临界转速附近的设备,进行现场动平衡达到非常规的精度水平,使临界转速下的振动也能满足设备运行要求。
5、能解决动平衡机上难以解决甚至不能解决的平衡振动问题。
在线动平衡
1、如果汽轮发电机在大修后振动超标;
2、汽轮发电机安装完成后启动振动超标;
3、汽轮发电机小修后振动超标;
4、汽轮发电机过临界转速时振动超标;
5、汽轮机在带负荷时随负荷增加振动变大;
6、发电机轴承及励磁机某个轴承振动超标;
7、风机在启动及运行过程中振动超标。
以上内容全部在现场消除,在线动平衡。
在线动平衡的服务范围:
汽轮机、发电机、风机、磨煤机、引风机、循环风机、水轮机、送风机、机床、排粉风机、一次风机、除尘风机、大型转动设备等。
在线动平衡优点:
1、在额定转速下采集及配重,在线动平衡就是运行状态下的动平衡,避免其它因素的影响。
2、不必要拆除需要平衡的设备如发电机、汽轮机、风机、机床、水轮机等,在现场直接消除,减少停机时间。
3、不必要诸多的时间在拆装设备上浪费人力物力,来回拆装运输的风险,因发电、运行就是金钱,时间及人力用来创造更多的价值。
4、一般汽轮发电机在厂都是做低速动平衡后出厂,而在线动平衡是高速额定转速下的在线动平衡,数据更。
5、影响动平衡的因素很多,虽然在厂做过低速动平衡,但如叶片、叶轮、通流间隙、联轴器、轴承支撑度、键槽等安装及加工偏差的影响,所以在线动平衡是优的校正方法。
四川峨眉余热电厂
检修内容:汽轮机振动大
处理问题:汽轮机在额定转速3000 r/min ,2#轴承振动75 um左右,3#轴承振动85 um左右,整体启动过程有多个临界振动在120um--140 um左右
内容:3000转定速振动大,转速到2600转后振动持续上升,随转速升高振动升高增大。通过分析1X、2X、3X、轴心轨迹等分析,主要成分还是基频振动,分析确定是有转子动不平衡造成,停机确定相位及配重质量在发电机前端加配重后开机,振动全在优良范围内运行2#轴承振动18 um左右,3#轴承振动21 um左右。
现场消除动平衡配重效果:振动在优良范围内运行。
氮气风机振动大
该风机振动超标,启动过程中转速到达600 r/min时,整体风机及基础全部晃动,通过采集数据后分析相位不稳并且变化幅度很大,无法确定相位,通过倍频发现也是变化幅度很大,轴心轨迹变化无常,紧急停止运行,分析不应是转子动不平衡造成二是有其他原因或是轴承造成。打开轴承座发现轴承完好,但油池内有很脏问运行人员说润滑油刚换过不久,怀疑是有轴与轴承处有问题,将螺帽松开用塞尺测量发现30丝可塞入,确定为轴磨损严重已磨细,需更换大轴。
给厂家说明情况,让其更换轴,后电话了解厂家已更换大轴,运行平稳,振动消除。
可通过倍频1X、2X、3X及轴心轨迹等分析设备存在的问题,分析造成振动的原因,明确如何处理设备。
全国现场动平衡服务热销信息