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预测风机喘振方法

信息来源:发布时间:2020-09-17阅读:582

引言风机性能曲线是风机性能和状态的重要度量,也是风机控制的基础。当风机运行一段时间后,特别是风机的若干部件更换后,风机的特性会发生变化。当需对风机控制系统进行改造时,无据可依,此时就必须付风机的性能状态进测试而喘振边界是风机性能状态的关键征因素之一。因为风机一旦进入喘振工况,轻则影响风机的正常运转,重则可能会对风机造成巨大的损害。在此情况下,必须保证风机的安全;另一方面,测试中还必须尽可能地达到喘振边界,以测得准确的风机性能数据。因此,如何准确地预测风机喘振边界是本文讨论的首要问题。

  喘振边界预测的基本思路根据风机原理,一般情况下,风机喘振前会出现旋转失速。可以说,喘振严重的旋转失速后导致振动状态较大变化,因,监测风机振动随工况的变化,就有可能确定旋转失速的出现。事实上深度的旋转失速本身就是种非稳定工况。另外,实测时随着风机的出口流量逐步减少,出力会随之增加,因风机转子会逐渐向进气口方向移动。因此,监测风机的轴位移可得到预测喘振的重要信息。

  轴位移一般通过电涡流传感器测量。风机运行时,轴位移有个报警值.当风机憋压时,轴位移值逐步趋近报警值。如果轴位移信号先于喘振报警,则以此时的状态作为喘振边界因为出现轴位移报警则风机不允许连续运行。除此之外,由于风机喘振时会伴随着放炮声,因此风机的噪声信号也是风机状态的重要监测量。

  由此认为,可以通过监测轴振动和轴位移以及风机的噪声来预测风机喘振边界,实例应用某厂风机是从捷克进口的12级轴流压缩机,由汽轮机驱动。其静叶角度分两段可调,其中第段静叶调节的范围为10.而第一段静叶则根据第二段静叶联调。转速从2850-3750可调,2001年该厂对风机控制系统进了改造。改造过程中,为得到完整准确的风机性能线数据,实测中又必须尽可能地接近喘振边界。因此,首先验证通过监测轴振动和轴位移以及风机的噪声来预测风机喘振是否可行。

  3瓦和4瓦轴振动及风机噪声信号将风机在上述的3个喘振点上进入喘振边界,随着风机出口压力升高,风机轴向力持续发生变化,轴位,连线减小,而当风机进入喘振边界时,轴位移发生突变。风机在不同状态下3次进入喘振边界。轴位移都遵循一样的规律。轴位移移这种变化趋势的监测,可以比较准确地对风机喘振进行预测。

  应用实效在风机的测试过程中,总共测试了10个工况点,基本上覆盖了风机所有的工况范围。在实测过程中,通过监测风机轴振动和风机轴位移的变化趋势来逼近喘振边界,尽量使所预测的喘振边界接近实际的喘振边界,达到了相当好的效果。同时,采用最小乘法对性能曲线原始数据进行拟合处理,简要地展了其中个静叶角度下拟合后的性能曲线测试结果。

  这3个工况下,风机振动时4瓦轴位移大,3瓦和4瓦轴振动及风机噪声信号表示3瓦轴振动,风机要进入喘振工况时,风机轴振动状态开始发生较大变化。风机喘振时,风机发生剧烈的低频振动,振幅达到最大值。轴向位移突变,噪声低沉。而在风机进入喘振边界过程中,噪声信号对喘振的反应明显滞后于轴振动以及轴位移信号的反应。所以,利用轴振动及轴位移信号来预测喘振比利用噪声信号通过常规的听音方式更为可靠。

  各级叶轮均有不同程度的结垢现象,其中以3级叶轮最为严重,由于该机组在生产中的作用十分重要,一般不轻易检修;即使检修,也不允许有更多的时间进行解体大修。这就导致结垢物随着时间的延长越结越多,平衡越来越严重,振动越来越大,后经除垢做动平衡后,使不平衡量得以消除。

  检查各轴承间隙量及瓦背量。测量瓦块厚度后,挑选合适的瓦块予以更换,使轴承间隙尽量接近间隙范围标准值0.17-0.23,检修后的效果开车后,测得3级振幅只有3丝,取其余各级振幅均有不同程度的降低,频谱显的工频幅价也降低。

   结论:利用风机轴振动和轴位信号预测风机喘振边界的新方法,并在实际工程应用中验证了其可靠性。

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