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關(guān)于智能電磁流量計(jì)的振動(dòng)原因分析與處理

發(fā)布時(shí)間:2020-12-22 01:05:59??點(diǎn)擊次數(shù):1250次

摘要:某火電廠智能電磁流量計(jì)并列運(yùn)行過(guò)程中,出口管道振動(dòng)劇烈,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)情況分析,可知管道固有頻率與葉片通過(guò)頻率重合引起了共振;在激烈振動(dòng)激勵(lì)下,影響出口管道振動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)改變電磁流量計(jì)出口管道結(jié)構(gòu),并將智能電磁流量計(jì)葉輪葉片數(shù)量進(jìn)行調(diào)整,解決了管道共振引起的電磁流量計(jì)振動(dòng)大故障。
葉片通過(guò)頻率振動(dòng)是流體機(jī)械流道內(nèi)產(chǎn)生壓力脈動(dòng)所誘發(fā)的高頻振動(dòng),其頻率是整圈葉片數(shù)與轉(zhuǎn)速頻率的乘積,即每根葉片通過(guò)流道突變或不連續(xù)處就產(chǎn)生一次壓力脈動(dòng);如果流道有多個(gè)突變或不連續(xù)處,則可能產(chǎn)生葉片通過(guò)頻率多倍頻振動(dòng)。
近年來(lái),許多專家和學(xué)者對(duì)葉片通過(guò)頻率振動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了廣泛、深入研究,有效推動(dòng)了振動(dòng)故障診斷與處理技術(shù)發(fā)展。但就工程實(shí)踐而言,對(duì)激振源進(jìn)行準(zhǔn)確分離與精確定位,探究簡(jiǎn)便、可靠的治理方法*為迫切。因此,本文將結(jié)合智能電磁流量計(jì)葉片通過(guò)頻率振動(dòng)問(wèn)題,分析管道共振引起電磁流量計(jì)振動(dòng)的故障機(jī)理,探討了對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)處理措施,為該振動(dòng)故障診斷及治理提供參考。
1 振動(dòng)現(xiàn)象
某600MW機(jī)組配備了甲、乙、丙三臺(tái)立式、KCB500-150-1型凝結(jié)水智能電磁流量計(jì),額定轉(zhuǎn)速為1480rad/min,流量為500m3/h,軸功率為274kW,出口葉輪為6片。自2015年以來(lái),其振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo),*大超過(guò)了150mm/s單峰值,導(dǎo)致管道焊縫振裂,給設(shè)備帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患。
基于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試結(jié)果,總結(jié)該凝智能電磁流量計(jì)的振動(dòng)特征如下.很好,甲、乙、丙電磁流量計(jì)單臺(tái)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)良好,如出口管道振動(dòng)*大不超過(guò)12mm/s,且相對(duì)穩(wěn)定;振動(dòng)以葉片通過(guò)頻率(6X)振動(dòng)為主,驅(qū)動(dòng)電機(jī)頂部振動(dòng)也穩(wěn)定在合格范圍內(nèi),振動(dòng)頻率以基頻成分為主。*二,任意兩臺(tái)凝電磁流量計(jì)并列運(yùn)行時(shí),智能電磁流量計(jì)體振動(dòng)相比于單臺(tái)運(yùn)行略有增大,而管道振動(dòng)卻十分劇烈,振動(dòng)速度*大超過(guò)150mm/s,振動(dòng)位移超過(guò)了1500μm,振動(dòng)主要成分為葉片通過(guò)頻率振動(dòng)。
*三,由振動(dòng)波形(見圖1)可以清楚地看出,兩臺(tái)凝智能電磁流量計(jì)并列運(yùn)行時(shí),出口管道出現(xiàn)了非常明顯的拍振現(xiàn)象,這與現(xiàn)場(chǎng)噪聲的周期性變化完全相符。

2 振動(dòng)原因分析
從振動(dòng)頻譜來(lái)看,該智能電磁流量計(jì)發(fā)生了葉片通過(guò)頻率振動(dòng)故障,具體振動(dòng)原因分析如下。*先,現(xiàn)場(chǎng)閥門開度和流量調(diào)整試驗(yàn)表明,管道振動(dòng)與流量和閥門開度之間關(guān)系不大,可以排除凝電磁流量計(jì)汽蝕、管道設(shè)計(jì)以及閥門選型不當(dāng)?shù)纫蛩貙?duì)管道振動(dòng)的影響。
其次,無(wú)論是凝電磁流量計(jì)單獨(dú)運(yùn)行還是并列運(yùn)行,振動(dòng)都以6X頻率為主,這說(shuō)明每一臺(tái)凝智能電磁流量計(jì)都存在流體壓力脈動(dòng)所引發(fā)的葉片通過(guò)頻率振動(dòng)。當(dāng)壓力脈動(dòng)頻率與管道固有頻率重合時(shí),導(dǎo)致出水管道發(fā)生了葉片通過(guò)頻率共振;而在任何瞬間,各電磁流量計(jì)實(shí)際轉(zhuǎn)速又不可能完全一致,這使得各智能電磁流量計(jì)出口管道所承受的激振力頻率非常接近,繼而引發(fā)了出口管系之間的拍振。
*后,通過(guò)對(duì)兩臺(tái)凝電磁流量計(jì)并列運(yùn)行工況下的出口管道振動(dòng)進(jìn)行頻譜分析(見圖2)發(fā)現(xiàn),葉片通過(guò)頻率附近出現(xiàn)了兩個(gè)相距很近的頻率,分別為148.23Hz和148.36Hz。這兩個(gè)頻率的振動(dòng)分屬于兩臺(tái)凝電磁流量計(jì)所引發(fā)的,即兩臺(tái)凝智能電磁流量計(jì)工作轉(zhuǎn)速有微小差別,導(dǎo)致兩個(gè)頻率分量之間也出現(xiàn)了微小差別,進(jìn)而導(dǎo)致拍振現(xiàn)象。

因此,凝電磁流量計(jì)出口管道振動(dòng)是由于凝智能電磁流量計(jì)內(nèi)流體壓力脈動(dòng)所引起的。該壓力脈動(dòng)頻率為葉片通過(guò)頻率,即葉片數(shù)×工作頻率=6片×24.67Hz=148Hz。當(dāng)壓力脈動(dòng)頻率與管道共振頻率點(diǎn)重合時(shí),容易導(dǎo)致目前的大幅管道振動(dòng)現(xiàn)象。
3 振動(dòng)處理過(guò)程
3.1 很好階段振動(dòng)處理
根據(jù)制造廠提供的市場(chǎng)信息,發(fā)現(xiàn)同型凝智能電磁流量計(jì)在運(yùn)行中并未出現(xiàn)類似葉片通過(guò)頻率共振問(wèn)題,所以決定先改變管道布置。但因現(xiàn)場(chǎng)條件限制,只在凝電磁流量計(jì)出水管與母管之間增加45°彎頭,以減小出口水流對(duì)垂直上升管道的脈沖激勵(lì)影響。再次啟動(dòng)運(yùn)行后,發(fā)現(xiàn)并智能電磁流量計(jì)運(yùn)行時(shí),出口管道略有減小,但仍然有拍振現(xiàn)象,出口管道振動(dòng)為10~35mm/s。
3.2 *二階段振動(dòng)處理
2018年5月,技術(shù)人利用機(jī)組大修機(jī)會(huì),將甲、丙智能電磁流量計(jì)葉輪葉片由6片改為7片,乙電磁流量計(jì)葉輪葉片維持6片,這種方法把甲、丙電磁流量計(jì)葉片頻率由148Hz提高到172.7Hz,有效避開了出水管道固有頻率,也使得甲、丙電磁流量計(jì)分別與乙智能電磁流量計(jì)并列運(yùn)行時(shí),兩臺(tái)凝電磁流量計(jì)引發(fā)的振動(dòng)頻率差別明顯,避免管系間發(fā)生拍振現(xiàn)象。檢修后啟動(dòng)發(fā)現(xiàn),電磁流量計(jì)并列運(yùn)行中的管道振動(dòng)得到大幅下降,*大管道振動(dòng)不超過(guò)10mm/s;甲、乙、丙三臺(tái)智能電磁流量計(jì)振動(dòng)也均在5mm/s以內(nèi)。但出乎意料的是,甲、丙電磁流量計(jì)并列運(yùn)行比甲、乙電磁流量計(jì)并列運(yùn)行的振動(dòng)狀態(tài)更好,也就是說(shuō)甲、丙電磁流量計(jì)并列運(yùn)行時(shí)并未發(fā)生拍振。測(cè)試結(jié)果表明,葉輪葉片更換成7片后,單機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)得到明顯改善,說(shuō)明凝智能電磁流量計(jì)壓力脈動(dòng)減小,其傳遞給管道的振動(dòng)不足以在并列運(yùn)行中激起拍振;至此,該管道共振引起的葉片通過(guò)頻率振動(dòng)故障得到徹底解決。
4 結(jié)語(yǔ)
增加凝智能電磁流量計(jì)出口管道與母管過(guò)渡彎頭,使管道結(jié)構(gòu)固有頻率改變,減小了水流脈動(dòng)。同時(shí),改變凝電磁流量計(jì)葉輪葉片數(shù)量,使得2臺(tái)不同葉片數(shù)量的凝電磁流量計(jì)并列運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生拍振。本文論述了凝電磁流量計(jì)振動(dòng)故障原因和處理情況,為同類型火電廠凝智能電磁流量計(jì)振動(dòng)問(wèn)題分析和處理提供參考依據(jù)。

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