預測風機喘振方法

信息來源：發(fā)布時間：2020-09-17閱讀：562

引言風機性能曲線是風機性能和狀態(tài)的重要度量，也是風機控制的基礎。當風機運行一段時間后，特別是風機的若干部件更換后，風機的特性會發(fā)生變化。當需對風機控制系統(tǒng)進行改造時，無據(jù)可依，此時就必須付風機的性能狀態(tài)進測試而喘振邊界是風機性能狀態(tài)的關(guān)鍵征因素之一。因為風機一旦進入喘振工況，輕則影響風機的正常運轉(zhuǎn)，重則可能會對風機造成巨大的損害。在此情況下，必須保證風機的安全；另一方面，測試中還必須盡可能地達到喘振邊界，以測得準確的風機性能數(shù)據(jù)。因此，如何準確地預測風機喘振邊界是本文討論的首要問題。

　　喘振邊界預測的基本思路根據(jù)風機原理，一般情況下，風機喘振前會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速?？梢哉f，喘振嚴重的旋轉(zhuǎn)失速后導致振動狀態(tài)較大變化，因，監(jiān)測風機振動隨工況的變化，就有可能確定旋轉(zhuǎn)失速的出現(xiàn)。事實上深度的旋轉(zhuǎn)失速本身就是種非穩(wěn)定工況。另外，實測時隨著風機的出口流量逐步減少，出力會隨之增加，因風機轉(zhuǎn)子會逐漸向進氣口方向移動。因此，監(jiān)測風機的軸位移可得到預測喘振的重要信息。

　　軸位移一般通過電渦流傳感器測量。風機運行時，軸位移有個報警值.當風機憋壓時，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)作為喘振邊界因為出現(xiàn)軸位移報警則風機不允許連續(xù)運行。除此之外，由于風機喘振時會伴隨著放炮聲，因此風機的噪聲信號也是風機狀態(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機的噪聲來預測風機喘振邊界，實例應用某廠風機是從捷克進口的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.而第一段靜葉則根據(jù)第二段靜葉聯(lián)調(diào)。轉(zhuǎn)速從2850-3750可調(diào)，2001年該廠對風機控制系統(tǒng)進了改造。改造過程中，為得到完整準確的風機性能線數(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機的噪聲來預測風機喘振是否可行。

　　3瓦和4瓦軸振動及風機噪聲信號將風機在上述的3個喘振點上進入喘振邊界，隨著風機出口壓力升高，風機軸向力持續(xù)發(fā)生變化，軸位，連線減小，而當風機進入喘振邊界時，軸位移發(fā)生突變。風機在不同狀態(tài)下3次進入喘振邊界。軸位移都遵循一樣的規(guī)律。軸位移移這種變化趨勢的監(jiān)測，可以比較準確地對風機喘振進行預測。

　　應用實效在風機的測試過程中，總共測試了10個工況點，基本上覆蓋了風機所有的工況范圍。在實測過程中，通過監(jiān)測風機軸振動和風機軸位移的變化趨勢來逼近喘振邊界，盡量使所預測的喘振邊界接近實際的喘振邊界，達到了相當好的效果。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，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。

　　這3個工況下，風機振動時4瓦軸位移大，3瓦和4瓦軸振動及風機噪聲信號表示3瓦軸振動，風機要進入喘振工況時，風機軸振動狀態(tài)開始發(fā)生較大變化。風機喘振時，風機發(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。而在風機進入喘振邊界過程中，噪聲信號對喘振的反應明顯滯后于軸振動以及軸位移信號的反應。所以，利用軸振動及軸位移信號來預測喘振比利用噪聲信號通過常規(guī)的聽音方式更為可靠。

　　各級葉輪均有不同程度的結(jié)垢現(xiàn)象，其中以3級葉輪最為嚴重，由于該機組在生產(chǎn)中的作用十分重要，一般不輕易檢修；即使檢修，也不允許有更多的時間進行解體大修。這就導致結(jié)垢物隨著時間的延長越結(jié)越多，平衡越來越嚴重，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。

　　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準值0.17-0.23，檢修后的效果開車后，測得3級振幅只有3絲，取其余各級振幅均有不同程度的降低，頻譜顯的工頻幅價也降低。

結(jié)論：利用風機軸振動和軸位信號預測風機喘振邊界的新方法，并在實際工程應用中驗證了其可靠性。