循環水冷卻塔風機振動的原因及處理
循環水冷卻塔安裝有4臺軸流式風機,其作用是不僅為冷卻塔提供所需的適宜風量和風壓,把循環水帶來的熱量排至塔外,而且有很高的效率。并能在冷卻塔濕熱的環境中長期運行。但是,從2006年7月開始發現冷卻塔風機振動經常超標,至2006年12月間4臺運轉風機多次被迫停車檢修。
1風機的結構特點
風機組由電機、聯軸器、傳動軸、齒輪箱、輪轂、葉輪及油系統組成。葉輪由四片角度可調的風葉組成,以適應不同的風量要求,聯軸器由兩個半聯軸節、傳動軸、橡膠接頭組成,具備良好韻抗振動與傳遞扭矩的能力,齒輪箱內有一對螺旋錐齒輪和一對圓柱斜齒輪,可以完成改變旋轉方向和減速的任務。由于風機工作環境惡劣,負荷量大,動平衡要求高而且傳動軸長,故風機對中要求高、難度大。
2 風機振動的原因分析
經過對4臺風機的徑向、軸向、水平振動進行測量(測量結果見表1),從表l可以看到3l*、33。兩臺風機的徑向振幅已超過極限值120 Il m,必須停車檢修,其余兩臺風機的徑向振幅已接近極限值,但齒輪箱的徑向振動值不大,通過定性分析并結合檢修結果,發現引起風機振動主要是由外部原因引起的。風機振動的主要外因包括:電機與齒輪箱對中不良;彈性塊老化;風葉傾角過大及葉片間傾角誤差較大;傳動軸彎曲和塔內空氣帶水嚴重造成。
表1風機振動測量值
(1)風機與電機對中度低而引起風機振動。經反復摸索發現風機對中誤差大主要是對中方法不科學造成的,原方法采用V形架水平儀找正法,由于所用儀器準確度低而引入較大誤差,導致風機振動大。
(2)風機風葉傾角大及葉片間傾角誤差大而引起風機振動。按風機檢修規程要求,軸流式風機風葉角度調整范圍為19.5—22.5。,風機傾角大,則負荷高,電機功率消耗大,風機的振動值也明顯加大,在其他條件相同的情況下,改變風葉傾角,風機傾角每增加l。風機振動值增加近lO lI m。風機檢修規程同時要求,在同臺風機的幾個葉片中,用角度測量儀測量較大傾角與小傾角誤差應小于±l。,否則會造成風機的動平衡被破壞而引起風機振動。
(3)由于風機傳動軸彎曲而引起風機振動。由于風機傳動軸長達3.6 m,當傳動軸彎曲時,運轉過程會產生不平衡力和力矩,使風機動平衡被破壞而引起風機振動。
④空氣帶水嚴重使風機產生振動。由于冷卻塔填料及收水器損壞嚴重而使空氣帶水,風機工作環境惡化,風機負荷及平衡狀況受到影響,收水器損壞嚴重一組的風機的振動明顯大于其他組的風機。
(5)聯軸器處于高溫、高濕度環境中,經過長時間運轉,造成聯軸節彈性塊老化和彈性強度降低,從傳動軸產生的扭力使老化的彈性塊無法承擔而產生振動。
3減少風機振動的防治措施
在分析了風機振動原因的基礎上,在風機檢修時采取了以下措施。
(1)采用“百分表軸向對中法”。針對水平儀找正法精度低、誤差大的問題,借鑒別人的經驗,經過反復實踐,決定采用“雙百分表軸向對中,,找正法進行對中一找正,即先把傳動軸與電機、齒輪箱連接起來,然后在電機側和齒輪箱側各架一塊百分表,測量它們的軸向偏差,根據測量的數據調整電機的高低和水平位置,使偏差控制在允許范圍內,檢修時用該法對中找正,效果十分理想,偏差小于±0.15 lI m。
(2)適當調整風葉傾角。在年底檢修中,根據各塔風量的不同需求,調整各風機風葉的角度,把風量需求較大的風機風葉角度調整為(2l±O.5)。,把風量需求較小的風機風葉角度調整為Q0±0.5)。,在滿足冷卻塔風量要求的情況下,使風葉頃角盡量變小,同時,在測量風葉角度時,改用角度規測量,以提高精度,把同一臺風機葉片之間傾角誤差控制在±O.54內,達到減緩風機振動的目的。
(3)重新測量傳動軸的彎曲變形量,把彎曲值超標的傳動軸調校,控制傳動軸彎曲值小于0.06mm。
④更換損壞嚴重的冷卻塔收水器,改善風機工作環境,消除空氣帶水現象,以減緩風機的振動。
(5)聯軸器彈性塊要定期檢查更換,使其保持良好的減震性。
4 結語
綜上所述,在找出風機振動大的原因后,并有針對性地采取了措施和改造,對大修后風機的振動值進行測量(測量結果見表2),以檢查風機振動的改進情況,效果良好,風機運行平穩,很好地解決了風機振動的問題。
表2風機振動測量值