1 引言
某电厂通风系统采用直接蒸发式制冷机组。该制冷机组工作流程为来自压缩机的制冷剂进入设置在送风系统内的蒸发器,通过制冷剂蒸发对送风进行冷却,之后气态制冷剂返回制冷机组,压缩、冷凝为液态后重新进入蒸发器。其中,将在蒸发器中蒸发为气体的制冷剂重新压缩为液体的过程由压缩机实现。因此,压缩机是直接蒸发式制冷机组实现其制冷功能的重要设备之一。
某电厂通风系统1号、2号、3号共3台压缩机在安装完成后,带载试车期间,发现振动超标,影响设备和机组安全稳定运行。为此,从电机虚脚、基础刚度等因素进行原因分析,找出压缩机振动超标的主要原因。这3台压缩机为开启往复式压缩机,电机功率30kW,额定转速为1470r/min。
3台压缩机试车发现振动超标后,于2022年10月18日下午,对这3台压缩机脱开联轴器进行电机空载试车。测得3台压缩机电机振动最大值均为水平向,分别为12mm/s、7mm/s、8mm/s,均超过该种电机空载振动限值2.3mm/s,且在其振动频谱图中均为一倍频占优。
3 振动缺陷分析及治理
压缩机结构图及测点信息见图1。
图1压缩机结构示意图和振动测点信息
由于电机水平向振动偏大,故对其水平振动进行频谱分析。通过分析,3台压缩机电机水平振动主频均为48.81Hz,为一倍频。1号压缩机振动频谱分析图见图2。一倍频故障原因主要包括质量不平衡、虚脚、基础刚度不足、偏心转子、轴弯曲等[2]。现场由简至繁对相应故障原因进行排查。首先在现场检查电机虚脚问题,在电机空载运行时,逐个松开其中1个地脚,电机振动无明显减小,排除虚脚问题。并同时考虑电机自身不平衡问题,基本初步排除安装问题。现场通过联系厂家查找该空压机出厂试验报告,电机空载振动数据正常,确定电机自身没有问题。图2 1号压缩机(M2H)水平向振动频谱图(2022-10-18下午17:00)
2022年10月21日下午,技术人员在现场检查时发现,该压缩机的基础较大,且中间横梁为相互搭接并未进行固定。现场决定使用千斤顶分别顶起3台压缩机基础横梁搭接位置进行带载试车。其中,1号压缩机带载试车时振动为9.6mm/s,顶上千斤顶振动降至3.6mm/s;2号压缩机带载试车时,顶上千斤顶振动为6mm/s;3号压缩机带载试车时,顶上千斤顶振动为2.8mm/s。顶千斤顶处理后,3台压缩机振动明显好转,均低于带载振动限值标准11.2mm/s。基于以上振动数据,确定引起3台压缩机振动故障因素为其基础强度不足。
根据以上考虑,现场处理方案确定为在压缩机安装底座下侧增加125*125H钢,与原底座焊接成一体。因空间小,H钢分拆为2件,4个M16螺栓连接。再增加2件8.0板材,与主机底座焊接。然后2个M16螺栓与安装底座连接。通过增加电机底座强度,达到降低振动的目的,处理方案结构图见图3。现场根据方案处理后,3台压缩机振动均处于良好水平范围内,振动故障处理完成。 图3 压缩机振动处理方案结构图
本文通过使用CSI 2140振动测量系统,结合现场实际情况对振动故障压缩机进行频谱分析,最终确定3台压缩机振动故障问题均是由基础刚度不足造成的,并在现场通过增加电机底座强度,将3台压缩机振动降低至良好水平范围内。
5 参考文献
GB/T6075.3, 在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动 第3部分:额定功率大于15KW额定转速在120R/MIN至15000R/MIN之间的在现场测量的工业机器一倍频振动增大的原因分析[J]. 中国设备工程, 2005, 01: 49-50.