CN202420768U - 一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置。它的风机叶轮轴通过轴承与电动机连接，所述叶轮轴处设有一个支架，在支架水平位置安装有一个键相探头，支架上键相探头旁边的位置沿圆周开一槽型结构，槽型结构内安装有两个测量轴振的轴振探头。所述支架安装在水泥基础上，两个轴振探头一个水平方向一个垂直方向布置，或以左右45°角方式布置。本实用新型大大提高了一次加重成功的几率，简化了计算公式，工艺上减少了停机贴光标的复杂步骤。

Description

一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置。

背景技术

电厂中锅炉侧风机包括一次风机、排粉风机、引风机、送风机、脱硫增压风机、密封风机、净化风机等等，它们是锅炉辅机中比较重要的设备之一，风机运行的稳定直接关系到整个锅炉系统的安全正常运行。

风机叶轮的质量不平衡是指叶轮的质心与其旋转中心不重合，它是电厂中锅炉相关风机最常见的故障之一。引起叶轮质量不平衡的原因有：1、先天性缺陷：如材质不均匀，结构设计不合理，制造和安装误差，即叶轮在设计、加工、制造中存在一定的质量偏心；2、后天运行中造成的：如工作状况较差时、叶片极易受到磨损，较大颗粒和微小粉尘颗粒随高温、高速的烟气通过引风机，叶片会遭受连续不断的冲刷；同时，叶轮表面在高温下很容易氧化生成厚厚的氧化皮，在离心力或振动作用力下自动脱落。长期的双重作用下，叶片出口处形成刀刃状磨损。叶片受损部位的磨损是随机的，且是不规则的，造成了叶轮的不平衡。另外叶轮的结垢也会导致较大的质量不平衡，烟气中的粉尘颗粒会吸附在叶片非工作面上，特别在非工作面的进口处与出口处形成比较严重的粉尘结垢，并且逐渐增厚。风力、风压的不均匀，必然使粉结垢不均匀，造成叶轮的不平衡。

无论是上述哪种情况导致的质量不平衡，都会使转子上的偏心质量在叶轮旋转时的离心力导致振动。

传统动平衡处理方法：

1.将风机转子拆卸后返回生产厂家作动平衡处理，该方法处理时间长，耽误正常发电生产工作，而且叶轮平衡处理回来后，重新安装上可能还会有对中不良等因素导致的振动大的情况。

2.手工计算的方法，如两点法、三点法、划线法，这些方法计算步骤复杂、计算量大，手工画图，精度不高，试加重次数太多，对设备损害大，该方法是一种测量设备条件不允许的情况下迫不得已采用的方法，目前逐步被淘汰；

3.闪光测相位法，闪光灯受转子信号灯电门控制，每当转子上长形凹槽通过平衡点时，光电门接受光，引起闪光。在稳定情况下，在闪光灯照射下可看到转子上的白线好像一直“停在”某一刻度，利用这种频闪现象读出振动相位，该方法需要事先在转子上画上一条白线作为标记，同时还要制作刻度盘，步骤复杂，精度不高，已经逐步被淘汰。

4.光电传感器测相位法，该方法是目前多数电厂风机现场动平衡采用的方法，具体步骤为：①停机，做测试准备。在风机轴上贴反光条，架设测试仪器探头；②开机，初次测量振动值，包括工频振幅和相位角度，记录数值；③停机，凭经验在预估的角度上加试重；④开机，测得加试重后振动值，包括工频振幅和相位角，利用动平衡原理计算应加配重大小和加配重的角度；⑤停机，加配重并焊接牢固，重新开机，测量剩余振动的工频振幅和相位，若振动在允许范围则平衡结束，否则重复第四步以后的操作。整个操作过程繁琐，需要停机才能进行测量，不能满足实时的在线观测。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为解决上述问题，提供一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置，它结构简单，一次安装终身使用，简化了测量过程，满足了实时在线监测。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置，风机叶轮轴通过轴承与电动机连接，所述叶轮轴处设有一个支架，在支架水平位置安装有一个键相探头，支架上键相探头旁边的位置沿圆周开一槽型结构，槽型结构内安装有两个测量轴振的轴振探头。

所述支架安装在水泥基础上，两个轴振探头一个水平方向一个垂直方向布置，或以左右45°角方式布置。

所述轴振探头为涡流探头。

一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置的动平衡方法，它的步骤为：

步骤一、利用轴振探头和键相探头读取振动值，包括工频振幅和相位角度；

步骤二、试加重位置的确定：利用读出的相位角度

直接计算出应加重位置，

式中，

为工频振动相位值，

为振型滞后角，风机叶轮为刚性转子，此时

为轴振探头的数据传输滞后角，不同的传感器铭牌上都有标注；

由式(1)计算得到加重位置角度θ后，在键相槽处逆转向盘动转子θ处便是应加重位置；

步骤三、试加重大小的确定：由下公式计算得出

$P=A_0\frac{\mathrm{Gg}}{{\mathrm{r\ω}}^{2}S}---\left(2\right)$

式中，P-叶轮上的试加重量，kg；

A₀-轴振探头测量得到的原始振幅，μm；

r-加重半径，m；

ω-转子的角速度，rad/s；

G-转子重量，kg；

g-重力加速度，m/s2；

S-灵敏度系数，轴承刚度正常时取100，轴承刚度偏低时取200；

公式(2)中所需参数均根据风机说明书中查到，从而计算出试加重量的大小。

如风机由于干扰因素导致试加重后振动降低不大或不降低，这时就要根据试加重后的工频振动幅值和相位计算影响系数，再进行加重，即采用现有光电传感器测相位法进行重新确定：停机，加配重并焊接牢固，重新开机，测量剩余振动的工频振幅和相位，若振动在允许范围则平衡结束；否则，开机，测得加试重后振动值，包括工频振幅和相位角，利用动平衡原理计算应加配重大小和加配重的角度，再重新进行加重。

本实用新型的有益效果：

1.支架安装在二次灌浆的水泥基础上，刚度高，这样便于安装在其上面的各探头测量准确；

2.支架上的槽型结构便于更换轴振探头的安装位置，两个轴振探头在槽型结构中，可以一个水平一个垂直方式布置，也可以左右45°角布置，方便不同情况下数据比较及后期数据分析；

3.相位测量简单，避免了每次做动平衡时都有先停机，在转轴上贴反光带，减少了做动平衡的开停机次数；

4.一次安装终身适用，避免了每次做动平衡时都要先安装振动探头；

5.采用转子轴振的振幅和相位作为计算配重位置的依据，相对于传统的依赖轴承瓦振参数而言，简化了计算步骤，大大提高了计算精度；

6.测振方便，即插即用，测量准确，现场动平衡精度高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为支架的结构示意图。

其中，1.电动机，2.轴承，3.支架，4.轴振探头，5.键相探头，6.叶轮，7.风机壳。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

图1、图2中，叶轮6外部设有风机壳7，叶轮6的叶轮轴通过轴承2与电动机1连接。在叶轮轴上套装支架3，在支架3水平位置安装有一个键相探头5，支架3上键相探头5旁边的位置沿圆周开一槽型结构，槽型结构内滑动安装有两个测量轴振的轴振探头4。其中两个轴振探头4一个水平方向一个垂直方向布置，或以左右45°角方式布置。

本实用新型的动平衡方法为：

步骤一、利用轴振探头4和键相探头5直接读取振动值，包括工频振幅和相位角度；

步骤二、试加重位置的确定：利用读出的相位角度

便可直接计算出应加重位置，

式中，

为工频振动相位值，

为振型滞后角，风机叶轮为刚性转子，此时

为振动传感器的数据传输滞后角，不同的传感器铭牌上都有标注；

由式(1)计算得到加重位置角度θ后，在键相槽处逆转向盘动转子θ处便是应加重位置。

步骤三、试加重大小的确定：可以由下公式计算得出

$P=A_0\frac{\mathrm{Gg}}{{\mathrm{r\ω}}^{2}S}---\left(2\right)$

式中，P-叶轮上的试加重量，kg；

A₀-振动传感器测量得到的原始振幅，μm；

r-加重半径，m；

ω-转子的角速度，rad/s；

G-转子重量，kg；

g-重力加速度，m/s2；

S-灵敏度系数，轴承刚度正常时取100，轴承刚度偏低时取200；

公式(2)中所需参数均可以根据风机说明书中查到，可以方便的计算出试加重量的大小。通常情况下(80％几率)，试加重之后，风机振动会降低至合格范围以内，动平衡工作结束，但是不排除个别风机由于其它因素的干扰，导致试加后振动降低不大或不降低，这时就要根据试加重后的工频振动幅值和相位计算影响系数，再进行加重，方法同上面所述的光电传感器测相位法的第五步(见背景技术部分)。可以看出，本方法利用了轴振数据替代传统风机动平衡时采用的瓦振数据，大大提高了一次加重成功的几率，较少了计算步骤，简化了计算公式，工艺上减少了停机贴光标的复杂步骤。

Claims (3)

1.一种电厂锅炉侧风机现场动平衡测量装置，风机叶轮轴通过轴承与电动机连接，其特征是，所述叶轮轴处设有一个支架，在支架水平位置安装有一个键相探头，支架上键相探头旁边的位置沿圆周开一槽型结构，槽型结构内滑动安装有两个测量轴振的涡流探头。

2.如权利要求1所述的电厂锅炉侧风机现场动平衡装置，其特征是，所述支架安装在水泥基础上，两个轴振探头一个水平方向一个垂直方向布置，或以左右45°角方式布置。

3.如权利要求1所述的电厂锅炉侧风机现场动平衡装置，其特征是，所述轴振探头为涡流探头。

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