水幫浦行業的振動分析

2022-10-14 06:39:04 字數 3264 閱讀 6709

導致機組和幫浦房建築物產生振動的原因較多,有些因素之間既有聯絡又相互作用,概括起來主要有以下兩個方面的原因。

1.電氣方面

電機是機組的主要裝置,電機內部磁力不平衡和其它電氣系統的失調,常引起振動和噪音。如非同步電動機在執行中,由定轉子齒諧波磁通相互作用而產生的定轉子間徑向交變磁拉力,或大型同步電機在執行中,定轉子磁力中心不一致或各個方向上氣隙差超過允許偏差值等,都可能引起電機週期性振動並發出噪音。

2.機械方面

電機和水幫浦轉動部件質量不平衡、粗製濫造、安裝質量不良、機組軸線不對稱、擺度超過允許值,零部件的機械強度和剛度較差、軸承和密封部件磨損破壞,以及水幫浦臨界轉速出現與機組固有頻率一直引起的共振等,都會產生強烈的振動和噪音。

現場實際測量中,一般根據測量振動位移、振動速度和振動加速度配合溫度、壓力等參量進行檢測。生產實際中,絕大多數裝置故障識別振動訊號適用於振動速度,因為振幅對低頻振動敏感,振動加速度參量對高頻敏感,而速度參量對頻率的敏感程度則是介於位移和加速度二參量之間。在進行低頻故障及低速裝置的監測和診斷時,應選取位移參數量故多釆用壓電式加速度感測器;在進行高頻、高速類裝置的診斷時,應選擇加速度參量。

而進行寬頻帶內裝置的總體監測時,選取速度參量較為真實可靠。對裝置從振幅、速度、加速度全方位監測比較,以期得到較為準確的結論。

一般而言,對水幫浦各軸及軸承進行水平、垂直、軸向3個方位測量,取振動位移或速度1個參量即可,檢測中如果發現測量資料異常時,再加入其它參數量進行對比測量。

監測**振動對預防性維修是十分有價值的手段。

利用振動資料來確定幫浦的機械狀況,利用監測**結果制訂維護計畫。振動包括振幅,頻率和方向。這是提供診斷機器的狀況所需要的資訊。

幫浦有幾種型別如離心式,渦輪螺旋槳和容積幫浦。他們工作形式結構各不同,但是它們的軸及軸承位置在三維座標中既縱向,橫向和軸向都可以測量其振動值

下面列出了振動標準,按照標準與所測量的值加以比照就能判斷軸承的損壞程度。

通用振動標準-按軸承振動烈度的評定標準:

按軸承振幅的評定標準2023年國際電工委員會(iec)推薦了汽輪發電機組的振動標準,如表1所示(峰-峰值,μm)。原水電部規定的評定汽輪發電機組等級與iec標準基本相符,如表2所示(峰-峰值)。表1iec振動標準轉速(r/min)(r/min)

按軸承振幅的評定標準

2023年國際電工委員會(iec)推薦了汽輪發電機組的振動標準,如表1所示(峰-峰值,μm)。原水電部規定的評定汽輪發電機組等級與iec標準基本相符,如表2所示(峰-峰值)。

表1 iec振動標準

表2 振動標準

按軸承振動烈度的評定標準

國際標準化組織iso曾頒布了一系列振動標準,作為機器質量評定的依據。現將有關標準介紹如下:

⑴ iso2372/1:

該標準於2023年正式頒布,適用於工作轉速為600~12000r/min,在軸承蓋上振動頻率在10~1000hz範圍內的機器振動烈度的等級評定。它將機器分成四類:

ⅰ類為固定的小機器或固定在整機上的小電機,功率小於15kw。

ⅱ類為沒有專用基礎的中型機器,功率為15~75kw。剛性安裝在專用基礎上功率小於300kw的機器。

ⅲ類為剛性或重型基礎上的大型旋轉機械,如透平發電機組。

ⅳ類為輕型結構基礎上的大型旋轉機械,如透平發電機組。

每類機器都有a,b,c,d四個品質級。各類機器同樣的品質級所對應的振動烈度範圍是有些差別的,見表3。四個品質段的含意如下:

表3 iso2372推薦的各類機器的振動評定標準

a級:優良,振動在良好限值以下,認為振動狀態良好。

b級:合格,振動在良好限值和報警值之間,認為機組振動狀態是可接受的(合格),可長期執行。

c級:尚合格,振動在報警限值和停機限值之間,機組可短期執行,但必須加強監測並採取措施。

d級:不合格,振動超過停機限值,應立即停機。

振動烈度是以人們可感覺的門檻值0.071mm/s為起點,到71mm/s的範圍內分為15個量級,相鄰兩個烈度量級的比約為1.6,即相差4分貝。

⑵ iso3945:

該標準為大型旋轉機械的機械振動─現場振動烈度的測量和評定。在規定評定準則時,考慮了機器的效能,機器振動引起的應力和安全執行需要,同時也考慮了機器振動對人的影響和對周圍環境的影響以及測量儀表的特性因素。

顯然,在機器表面測得的機械振動,並不是在任何情況下都能代表關鍵零部件的實際振動應力、運動狀態或機器傳遞給周圍結構的振動力。在有特殊要求時,應測量其它引數。表4給出了功率大於300kw、轉速為600~12000轉/分大型旋轉機械的振動烈度的評定等級。

注:參考值10-5mm/s。

表4 iso3945評定等級

該標準所規定的振動烈度評定等級決定於機器系統的支承狀態,它分為剛性支承和撓性支承兩大類,相當於iso2372中的ⅲ與ⅳ類。對於撓性支承,機器—支承系統的基本固有頻率低於它的工作頻率,而對於剛性支承,機器─支承系統的基本固有頻率高於它的工作頻率。

按軸振幅的評定標準

iso7919/1《轉軸振動的測量評定─第一部分總則》於2023年正式頒布。iso/dis79110-2《旋轉機器軸振動的測量與評定─第二部分:大型汽輪發電機組應用指南》 於2023年制訂,它規定了50mw以上汽輪發電機組軸振動的限值,見表5和表6,分別適用於軸的相對振動與軸的絕對振動。

表中級段a,b,c的意義與前述相同。軸振動的測量應用電渦流感測器。

表5 汽輪機發電機組軸相對振動的限值(位移峰-峰值,單位μm)

表6 汽輪機發電機組軸絕對振動的限值(位移峰-峰值,單位μm)

有關軸承座與軸振動評定標準的幾點說明:

⑴ 根據iso2372及7919的規定,有以下兩個準則應注意

準則一:在額定轉速下整個負荷範圍內的穩定工況下執行時,各軸承座和軸振動不超過某個規定的限值。

準則二:若軸承座振動或軸振動的幅值合格,但變化量超過報警限值的25%,不論是振動變大或者變小都要報警。因振動變化大意味著機組可能有故障,特別是振動變化較大、變化較快的情況下更應注意。

⑵ 根據我國情況,功率在50mw以下的機組一般只測量軸承座振動,不要求測量軸振動。功率在200mw以上的機組要求同時測量軸承座振動和軸振動。功率大於 50mw、小於200mw的機組,要求測量軸承座振動,而在有條件情況下或在新機組啟動及對機組故障分析時,則測量軸振動。

⑶ 軸承座振動與軸振動之間一般不存在一種固定的比例關係。這是因為兩者振動與很多因素有關,如油膜引數,軸承座剛度,基礎剛度等,一般可根據統計資料給出乙個比例的變化範圍。根據iso資料,機組軸振動與軸承座振動的比例一般為2~6。

德國工程師協會2023年頒布了《透平機組轉軸振動測量及評價》,簡稱vdi—2059,將機組振動狀態分為良好、報警、停機三個等級,分別採用三個公式計算,轉化後得到的軸相對振動如表7所示。

表7 vdi-2059汽輪發電機組軸相對振動的限值(位移峰-峰值,單位μm)

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