預(yù)測風(fēng)機喘振邊界的新方法
風(fēng)機性能曲線是風(fēng)機性能和狀態(tài)的重要度量,也是風(fēng)機控制的基礎(chǔ)。當(dāng)風(fēng)機運行1記,間后,特別是風(fēng)機的若干部件更換后,風(fēng)機的特性會發(fā)生變化。當(dāng)需對風(fēng)機控制系統(tǒng)進行改造時,無據(jù)可依,此時就必須付風(fēng)機的性能狀態(tài)進測試而喘振邊界是風(fēng)機性能狀態(tài)的關(guān)鍵征因素之。因為,風(fēng)機旦進入喘振工況,輕則影響風(fēng)機的正常運轉(zhuǎn),重則可能會對風(fēng)機造成巨大的損害。在此情況下,方面,必須保證風(fēng)機的安全;另方面,測試中還必須盡可能地達到喘振邊界,以測得準(zhǔn)確的風(fēng)機性能數(shù)據(jù)。因此,如何準(zhǔn)確地預(yù)測風(fēng)機喘振邊界是本文討論的首要問。
2喘振邊界預(yù)測的基本思路根據(jù)風(fēng)機原理,般情況下,風(fēng)機喘振前會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速??梢哉f。喘振足嚴重的旋轉(zhuǎn)失速后導(dǎo)致轉(zhuǎn)廣的振動狀態(tài)較大變化因此,監(jiān)測風(fēng)機振動隨工況的變化,就有可能確定旋轉(zhuǎn)失速的出現(xiàn)。事實上,較深度的旋轉(zhuǎn)失速本身就是種非穩(wěn)定工況。
把此狀態(tài)定為喘振邊界雖然趨于保守,但仍然可取。
另外,實測時,隨著風(fēng)機的出口流量逐步減少,出1出力會隨之增加,此,風(fēng)機轉(zhuǎn)子會逐漸向進氣口方向移動。因此,監(jiān)測風(fēng)機的軸位移可得到預(yù)測喂振的重要信息。
軸位移8般通過電渦流傳感器測量。風(fēng)機運行時,軸位移有個報警值1.當(dāng)風(fēng)機憋壓時,軸位移值逐步趨近報警值。如果軸位移信號先于喘振報警。則以此時的狀態(tài)作為喘振邊界因為芳出現(xiàn)軸位移報警則風(fēng)機不允許連續(xù)運行。
除此之外,由于風(fēng)機喘振時會伴隨著放炮聲,因此風(fēng)機的噪聲信號也是風(fēng)機狀態(tài)的重要監(jiān)測量。
由此認為,可以通過監(jiān)測軸振動和軸位移以及風(fēng)機的噪聲來預(yù)測風(fēng)機喘振邊界3實例應(yīng)用某廠5風(fēng)機是從捷克進口的12級軸流壓縮機,由汽輪機驅(qū)動。其靜葉角度分兩段可調(diào)。其中第段靜葉調(diào)節(jié)的范圍為10.
+16而第段靜葉則根據(jù)第段靜葉聯(lián)調(diào)。轉(zhuǎn)速從2850 3750以1;4調(diào)2001年該廠對5=風(fēng)機控制系統(tǒng)進了改造。
改造過程中,為得到義整準(zhǔn)確的1機性能線數(shù)據(jù),實測中又必須盡可能地接近喘振邊界。因此,首先驗證通過監(jiān)測軸振動和軸位移以及風(fēng)機的噪聲來預(yù)測風(fēng)機喘振是否可行。
3瓦和4瓦軸振動及風(fēng)機噪聲信號將風(fēng)機在上述的3個喘振點上進入喘振邊界全過利的4=軸1軸位移;慮波處理1.衍到4的變化關(guān)系測點數(shù)由可,隨著風(fēng)機出口壓力升高,風(fēng)機軸向力持續(xù)發(fā)生變化,軸位,連線減小,而當(dāng)風(fēng)機進入喘振邊界時,軸位移發(fā)生突變。風(fēng)機在不同狀態(tài)下3次進入喘振邊界。軸位,都遵循1樣的規(guī)律。軸位移移這種變化趨勢的監(jiān)測,可以比較準(zhǔn)確地對風(fēng)機喘振進行預(yù)測。
4應(yīng)用實效在5風(fēng)機的測試過程中,總共選擇了10個靜6,+8,+16,測試了106個工況點,基本上覆蓋了風(fēng)機所有的工況范圍。在實測過程中,通過監(jiān)測風(fēng)機軸振動和風(fēng)機軸位移的變化趨勢來逼近喘振邊界,盡量使所預(yù)測的喘振邊界接近實際的喘振邊界,達到了相當(dāng)好的效果。同時,采用最小乘法對性能曲線原始數(shù)據(jù)進行擬合處理。在5中,簡要地展了其中個靜葉角度下擬合后的性能曲線測試結(jié)果。下轉(zhuǎn)第57頁!以個從有代性的工在這個工況點測量風(fēng)機的性能狀態(tài),并且直至風(fēng)機進入喘振邊界。
這3個工況下,風(fēng)機振時4瓦軸位移3瓦和4瓦軸振動及風(fēng)機噪聲信號13.1 3中,為哚聲,015為3瓦軸振動,17為3瓦軸振動,016為4瓦軸振動,為4瓦軸振動。12為4瓦軸位移由13可,風(fēng)機要進入喘振工況時,風(fēng)機軸振動狀態(tài)開始發(fā)生較大變化。風(fēng)機喘振時,風(fēng)機發(fā)生劇烈的低頻振動,振幅達到最大值。軸向位移突變,噪聲低沉。而在風(fēng)機進入喘振邊界過程中,噪聲信號對喘振的反應(yīng)明顯滯后于軸振動以及軸位移信號的反應(yīng)。所以,利用軸振動及軸位移信號來預(yù)測喘振比利用噪聲信號通過常規(guī)的聽音方式更為可靠。撒,3瓦和4瓦軸振動及風(fēng)機噪聲信號上接第53頁常運行時,所需剛度的時間相對較長,亦即磨損時間較長。所以在軸瓦面出現(xiàn)熱裂紋,引起面剝落,小片區(qū)域碎裂。
43級轉(zhuǎn)子的主振頻率為工頻2001幅值達60;諧波成分幅值很小2.結(jié)合工藝,再根據(jù)以往的檢修經(jīng)驗及壓縮機入口過濾網(wǎng)易臟的特點,認為高速轉(zhuǎn)子因嚴重結(jié)垢而存在不平衡,所以外在慢升高。
5打開機組檢查到的情況由于3級振動動值持續(xù)過高,于8月份最終停車檢修。
各級葉輪均有不同程度的結(jié)垢現(xiàn)象,其中以3級葉輪最為嚴屯,由于該機組在生產(chǎn)中的作分重要,般不輕易檢修;即使檢修,也不允許有更多的時間進行解體大修。這就導(dǎo)致結(jié)垢物隨著時間的延長越結(jié)越多,+衡紀越來越嚴重。振動越來越大。后經(jīng)除垢做動平衡后,使不平衡量得以消除。
同時發(fā)現(xiàn)了3級軸瓦間隙略有增大,超出了標(biāo)準(zhǔn)間隙0.23,極限0.02,6處理措施對高速轉(zhuǎn)子除垢后做動平衡。
檢查各軸承間隙量及瓦背量。測量瓦塊厚度后,挑選合適的瓦塊予以更換,使軸承間隙盡量接近間隙范圍標(biāo)準(zhǔn)值0.170.23,小仇7檢修后的效果開車后,測得3級振幅只有3史取其余各級振幅均有+程度的降低頻譜顯的工頻幅價也只5結(jié)論健立廠利風(fēng)機軸振動和軸位,信預(yù)測風(fēng)機喘振邊界的新方法,并在實際工程應(yīng)用中驗證了其可廳性。
發(fā)現(xiàn)在風(fēng)機進入喘振邊界過程中,噪聲信號對喘振的反應(yīng)滯后廠軸振動以及軸位移。入1此,利用軸振動以及軸位移信號來預(yù)測風(fēng)機喘振邊界要優(yōu)于利噪聲信號傾測,利用風(fēng)機軸振動和軸位移信號預(yù)測風(fēng)機喘振邊界的方法,在5風(fēng)機實際測試中,最大限度地降低了喘振工況對5風(fēng)機危害的同時,得到了比較準(zhǔn)確的風(fēng)機忭能曲線。
吸人風(fēng)量叫的,5風(fēng)機的新控制系統(tǒng)將測試結(jié)果作為控制參數(shù)進行改造,至今,改造后的控制系統(tǒng)已經(jīng)正常運行13年多。
3級軸承尤向頻譜2記錄本特利3300監(jiān)視儀兒次故障前后的數(shù)據(jù),1.
1級潘2000年8月5日8時檢修前2000年8月9日9時檢修后天2001年5月27日22時被迫停車前2001年5月30日15時檢修后3天2001年9月30日檢修后41天4監(jiān)測分析結(jié)論通過對這臺機姐監(jiān)測到的數(shù)據(jù)迸行了頻譜分析,可以得出如下結(jié)論。
從在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)來看。本特利3300監(jiān)視儀反映的數(shù)據(jù)可靠。排除了探頭前置器監(jiān)視儀等其它儀部分出現(xiàn)故障。
空壓機介質(zhì)進出1壓力溫。度等參數(shù)正常,排除了氣流激振的可能。
軸瓦溫度油壓均無異常情況。振動為工頻,排除了油膜渦動引起的振動。軸瓦部分面剝落碎裂的原因是因為軸瓦間隙過大,導(dǎo)致支撐剛度降低,在這種情況F,機組啟動,次汕膜剛度達到正
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