引风机震动及轴串分析

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1、2023t/h锅炉一次风机振动突增原因分析作者:刘峰

2、字数:4595字

3、栏目:电力论文〖QQ书签百度收藏收藏本文〗本文共4595字，分2页，快速翻页：第1页第2页2023t/h锅炉一次风机振动突增原因分析摘要：通过对一次风机现场运行状况的诊断，结合本风机历史事件的记录。从风机的结构、性能曲线及调节特性等方面分析了风机振动产生原因，并制定出相应的预防及改造措施。关键词：一次风机振动分析预防及改造措施天津大唐国际盘山发电有限责任公司装机容量为2×600MW机组，采用正压直吹制粉系统。一次风机采用的是G9—2×36No17F22双吸双支撑离心风机，在2005年9月突然发现No42一次风机有严

4、重的串轴现象，此前风机振动虽然呈缓慢上长趋势但没有串轴现象。鉴于以住情况，分析可能是叶片产生裂纹或入口挡板叶片松动。2003年5月份本台风机也因振动超标，检查发现叶片进气侧与中盘焊缝热影响区一片叶片有长约210mm裂纹。现叶轮为更换过叶轮及转子组件，但当时情况仅是振动超标没有发生串轴现象。考虑到风机振动呈上长趋势及串轴现象，利用低负荷时停风机检查，发现双膜片弹性联轴器膜片损坏，叶轮外盘在叶片根部有3条裂纹，裂纹首先发生在叶片进口端与外盘焊缝的热影响区内。起始裂纹的扩展方向与外盘和叶片的焊缝方向并不平行，而是以一定角度向叶片母材方向倾斜，并呈半椭圆形状向叶片的外缘引伸。1、设备规范：本风

5、机为双吸又支撑离心式风机，风机的主要特性参数如下表达1。表1项目名称参数或规范项目名称参数或规范风机型号G9—2×36No17F叶片厚度δ：8mm传动和吸风方式双吸又支撑设计风量（m3•min-1）106.5叶片型式强前向叶片离心式叶片外缘直径mmD2：1700调节方式入口导叶调节前盘外缘直径mmD3：1955轴承型式滚动轴承油浴润滑叶片数量（片）单侧20片/双侧40片驱动方式电动机直接驱动主轴转速1495叶片材质15MnV设计风压(Pa)155422、原因分析：2.1风机串轴的主要原因为叶片发生裂纹后，双吸风机两侧的吸风量不等，轴向推力发生变化，弹性膜片联轴器在轴向交变应力作用下，发

6、生膜片损坏。下图为对叶片裂纹补焊处理后与处理前的振动趋势图。从图中可以看出经过处理后风机的振动平稳，但整体振动值较处理前偏高。2.2风机从2003年5月更换叶轮及转子组件至今有28个月，再次发生叶片裂纹现象，说明风机本身的结构可能存在的设计考虑不周或影响风机稳定运行的消极因素：2.2.1风机设计的原因，如转速高、叶片宽、叶片工作应力高等对风机叶片非常不利。因为本风机采用的是强前弯叶片，为保证效率、降低噪音，被迫采用较宽的叶片以降低气流速度。在高转速下，流动中气流分离及叶片工作应力增加是不可避免的。2.2.2风机选型裕量过大，使风机长期处于低档板开度的小风量区域运行。2.2.3与后弯叶片

7、离心风机相比较，前弯式风机的性能曲线在低流量区域内存在马鞍形不稳定区，高阻力、低流量区域或低挡板开度区域较易发生风机旋转失速。2.3裂纹产生的机理分析：2.3.1叶轮在安装时，检查叶片没有问题。现出现裂纹，说明是使用裂纹，而使用裂纹又分应力腐蚀裂纹、蠕变裂纹、疲劳裂纹、脆性裂纹等。从现场运行的实际情况来看比较符合疲劳裂纹的特征。裂纹起源多数在表面应力集中处，裂纹走向主要呈穿晶扩展，且尾端尖细。2.3.2疲劳裂纹的形成；在疲劳循环过程中，裂纹顶端的微小区域内，出现解理裂纹及塑性变形，此时变形量很小。在一次循环中，压缩半循环时，使裂纹的两个裂开面紧靠在一起，裂纹顶端断口表面产生变形；接着在

8、下半拉伸循环时，裂纹再度张开，并使裂纹扩展，产生一个增量△a，这时便形成一道辉纹，在疲劳应力作用下逐渐发展为裂纹。2.3.3在风量一定条件下，如挡板开度较小，流速增大，气流的扰动加大，当气源的扰动与叶片的固有频率相等时就会发生共振，（气流的扰动可能发生卡门涡街，发生旋转脱流，尽管流量没有变化，但流量内的气流运行轨迹发生了重大变化，如此强大的冲击力反复作用下）加速了裂纹的蔓延。2.4从叶片材质及焊接工艺：叶片焊接过程中，在金属母材与熔化金属之间，存在着高温度梯度（1200-720℃）和短距离热传递（6-8mm）。冷却速度差异甚大，在金属结晶过程中，引起晶粒急剧长大，冷却时形成粗大的魏氏组

9、织，魏氏组织是由铁素体和珠光体组成，晶粒度约为3~5级，室温冲击韧性ak=6~8J/cm2结晶状断口晶粒粗大，脆性转变温度在室温以上，为也各叶片产生裂纹埋下了隐患。2.5风机特性及风道阻力匹配分析：根据风机的特性曲线，风机的工作是否稳定，关键是运行时风机的工作点是否落在一个单向下降的风机特性曲线上。而这主要由两方面原因决定的，一是风机的性能曲线，二是挡板与风道的阻力特性曲线。因此系统的阻力特性对风机运行是否稳定起到决定性作用。在相同负荷时对比两