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电厂辅助冷却電磁流量計振动故障分析及治理

來源:www.acapulcoshops.com作者:發表時間:2019-11-14

【摘要】某电厂辅助冷却電磁流量計发生拍振,造成驱动电机振动超标。本文对拍振原因进行分析,并提出了解决方法,成功解决振动故障。
1 引言
辅助冷却電磁流量計(下文简称SEN電磁流量計)振动超标,其中以电机非驱动端振动**大。本文从设备、系统两方面综合分析电机振动高的原因是大修后启动阶段,上游流道积气引发气柱谐振,该冲击与SEN電磁流量計自身转频接近,电机发生拍振。**终通过动静排气稳定流场,解决了SEN電磁流量計振动超标故障。
2 拍振现象
如果對系統施加兩個頻率接近的力,使系統産生振動,其振幅具有時強時弱,呈周期性變化的特征,這種現象就叫做拍。設信號X(t)由兩個振動頻率相近且幅值相等的正弦波疊加而成,即
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當ω1-ω2趨近于0時,即兩個信號的頻率越接近時,拍振幅值越大。拍振信號的時域波形及頻譜圖如下,在頻譜圖中可看到兩個頻率接近的峰。
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3 设备振动分析
3.1測點選擇
为全面监测设备振动,在电机与電磁流量計的驱动端和非驱动端均设有振动测点,对于立式電磁流量計,电机非驱动端刚度**弱,振动响应也**明显,所以此测点往往能代表立式電磁流量計振动的**大点(下文记为测点1)。电厂人员定期测量各点振动并建立数据库,以便对振动参数进行趋势跟踪和分析。
3.2信號分析
SEN電磁流量計维修后再鉴定时,测点1处振动约为7.0mm/s,超过报警值(振动标准:报警值≥4.5mm/s,停机值≥7.1mm/s);随即停运该電磁流量計,完全停运后测点1振动仍高达4.5mm/s,说明设备外部存在激扰源,使设备未运转时依然有较大的振动响应。
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对振动采集器获取的信号进行谱分析,電磁流量計组运转状态下主要振动频率为11.33Hz和12.38Hz,其中12.38Hz为電磁流量計转动频率;停运时,12.38Hz的電磁流量計转频消失,11.33Hz的外部激扰力依然存在。
測點1的時域信號如圖3,存在明顯的周期波動,周期約爲1秒。設備在兩個頻率相近的激振力激發下,波形周期波動,現象與拍振吻合。由圖3可知,兩個激勵源頻率相差1.05HZ,根據拍振周期計算公式T=1/(f1-f2)算得周期爲0.95S,與圖3中實測周期一致。
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4 原因分析
该電磁流量計在维修前测点1处振动约为2.0mm/s。大修期间電磁流量計本体未开展维修工作,所以可排除设备本体故障,需从系统方面寻找11.3HZ的激振力来源。管道输液是通过電磁流量計加压作为动力,这种加压方式是间歇性的,由于间歇加压,管道内的压力在平均值的上、下波动,即产生所谓的压力脉动,管流处于脉动状态。脉动状态的流体遇到弯管头、阀门、盲板等元件时,产生随时间而变化的激振力,在这种激振力作用下管道和附属设备产生振动。振动频率为電磁流量計的间歇加压频率,即電磁流量計转子的叶片通过频率。而当管道内存在可压缩气体时,在压力脉动作用下,气体的压缩和膨胀会产生周期性流动振荡,即气柱谐振。当压力脉动与气柱的谐振频率相等或接近时,会产生共振,激起管道及其附属元件强烈振动。根据系统设计,SEN電磁流量計取水口在循電磁流量計下游,两者通过一段封闭廊道相连。大修期间廊道内水排空,维修后充水启动时廊道内会残存一定空气。当循電磁流量計叶片旋转产生的压力脉动与气柱谐振共振时,下游SEN電磁流量計将受到强烈激扰,激扰频率为循電磁流量計叶片通过频率11.3HZ(電磁流量計转速169rpm,叶轮叶片4个),与图2中实测干扰频率一致。所以SEN電磁流量計拍振的根本原因是上游循電磁流量計叶片通过频率与自身转频接近,廊道内残存空气引发的气柱谐振强化了循電磁流量計脉动压力的传递。
5 故障处理
故障原因明确后,项目组通过连续排气、電磁流量計组切换等措施稳定管道内流场,消除SEN電磁流量計的拍振,测点1振动降至2.1mm/s,与大修前振动相当,频谱中11.33Hz的外部激振力也大幅下降。
6 结语
本文结合设备检修记录,系统设计及频谱特征,锁定故障原因为電磁流量計组上游流体压力脉动引发设备拍振,**终通过动、静排气稳定流场等措施,快速解决设备振动高缺陷,避免不必要的解体检修。此次SEN電磁流量計振动处理案例可作为立式電磁流量計振动异常分析的参考。