1 、 离心风机主要性能参橄 轴功率537 5K w , 设计流t l35o N m , zm in , 进口 压 力 0 力9 6Mp a , 出 口 压 力 o 3 6 3Mp a , 工 作 转 速 58 37 r/ m in , 第一 临界转速Zso or/ m in , 第二 临界转速 89 50r /m in , 离心主风机振动正常值 (4号轴承处轴振 动 ) < 60 卜 m , 离心 主风机振动报替值 (4号轴承处轴 振动 ) 55 卜m 。 该主 风机组 在1999年度检 修前运 行一直比 较平 稳, 轴振动在允许的60 卜m 范围内。 检修后于1”啤 7月开机时, 各监侧点的振动值正常 , 均在允许范围 内 。 但进入9月份后 , 机组振动逐渐加剧 , 4点测到的 轴振动尤为严重 , 已接近机组报, 值 (88 卜m ) 。 由于 离心风机是生产的关键设备 , 它的故障停车会造成整 个生产流程的停倾 , 从而给企业造成巨大的经济损失 并威胁到炼厂的安全生产 , 因此急佑找到主风机组振 动不断加剧的原因并提出相应的维修决策。
2 、 振动浏 试 2 . 1振动 侧点 布! : 现场振动测试分为两个过程 : (l) 利用 主风机组 自身配t 的振动监侧 系统进行各测 点轴振动的 侧试及显示 , 振动信号由各个轴承座处互 成90 。 安装 的两个 电涡流位 移传感 器测 得 , 使 用 PL3 02 双通道数据采集器及倾谱分析仪采集振动信号 合成轴心轨迹图 ; (2) 使用M o vI LO G 数据采集器对 主风机组各个轴承座处的振动进行了测试分析并作了 详细的 历史记录 , 传感器采用压 电式加速度传感器 。 参考相应的 国家标准及有关经验 , 选取传递离心力和 主风机基本负荷的各个轴承座为振动侧点 , 对每个侧 点水平 、 垂直和轴向三个方向分别进行了振动侧试, 测试信号分别以H 、 V 、 A 表示 , 主风机组侧点布里如 图 , 所示。

2 2 数 据采 集器 的 选 用 和测 试 标准 : 振动测 试分 别 使用MO VJ L O G 数据采集器和 英国D l公 司的PL30 2双通 道数据采集器及频谱分 析仪完成 。 PL3 02 双通道数据采 集器可方便地实现离线与在线数据采集及分析 , 主要 功 能有时域波 形 、 频域分 析 、 相 关函 数 、 功率谱 、 三 维 谱 、 频谱细化 以及轴心轨迹 测 试等 , 主 要技术指标 为 : 采集通道 : 两路 ; 分 析频率 : 0 一 40 K H z ; 采样精 度 : 16 位 ; 采 集容量 : 可用 内存5 12 K ; 外部存储卡 slZ K ; 振动 判别标准采 用15 0 23 7 2振动速度判别标 准 , 其中规定 该类主 风机振动 为 “ C ’ 级评价 (不满 意 ) 时振动强度等级范围为7 . 卜 11 . 2 m m /so

2 3 振 动 信 号的 采集 : 现场使用MO v IL O G 数据 采 集器按图 1所示的测 点布置对各点轴承座处的振动进行 了跟 踪测 试 , 部分典型数据如表l所示 。 据现场观测 , 各轴振动指示值由9月初的45 林 m 缓慢上升至9 月下旬的 78 卜 m 。 9月下旬使用PL3 oZ数据 采集器 对各测 点 轴 承 座处的 进行 了振动测 试和 频谱分析 , 所测得 王 4两测 点 的振动 频谱 与现场M O vi LO G 数据 采集器 所测得频 谱的振 动特征一 致 , 图2 和 图3分 别为测点3和 测点4 的 振动频谱 。 为进一步分析确定主 风机组故障原因 , 又通过主 风机组仪表 显示 面板上 的 电 涡流 传感器模拟输 出接 口 , 使用PL 3oZ双通道数据 采集器测得了 测点4轴振 动 的 时域波形和各测点的轴心轨迹图 。 图4 为4测 点的 轴 振动时域波形 , 图5 、 图6分 别为测 点1和 测 点4的轴心 轨迹图。 3 、 振 动测试 结果分 析 3 . 1振动频 谱 分析 : 9 月下旬所测得频谱图2 和频谱 图3有如下 频 谱特征 : (l) 测点 3和 测 点4 的主 要振 动 方 向 为轴 向 , 且 振 动频率 主 要 为转速频 率 1倍频 ; (2) 测点3和测点月频谱有明显的二倍频振动 分 量 , 其 中测 点3H (水 平 ) 的二倍频振动峰值超过 一倍频的振 动 峰值 , 测 点3v (垂直 ) 和测 点4H (水平 ) 的二倍频 振 动 峰值接近于一倍频的振动峰值 。 其中测 点3H (水 平 ) 二倍频 与 的 比值最大 , 达到 约 2 . 353 /l . 0 9 1=2 . 16 倍 。 现场以前所测各测点振动 频谱图 同样具有 以上振 动特征 , 且振动 强度有逐步发展的趋势。 根 据15 0 23 72振动速度判别标准 , 测 点4Av (轴 向 、 垂直 ) 的振动 速度超过 “C ’’ 级振动强 度等级7 . 1 m 耐s , 属于 “ 不 满意 ” 状态 。 其它测点的振动速度值 也偏大 , 个别测 点振动速度值接近 “C ’’ 级7 . 1 m m /s 振 动强度等级标准。

由于旋转机械不对 中故障的典型频谱特征为二倍 频振动分量明 显大于一倍频振动分量 , 根据以上振动 频谱特征分析 , 可初步断定机组剧烈 振动 的 原 因可能 是转子轴线间或转子 与轴承对中不良。 3 . 2 轴振 动 时域 波 形及轴 心 执迹 分 析 : 图4为测点 材圣向两个方向上轴振动的时域波形 , 图5 、 图6分别为 测 点1 、 测 点4的轴心轨迹图 , 从图 上可见以下振动特征 :

(1) 测点4轴振动时域波形发生畸变 , 不 是规则 的 正 弦波形 , 这与各测 点频谱上有明显 的 二倍频振动 特征相 吻合 ;

(2) 经过 计算 , 所测得的测 点4点径 向 两 个方向上 的振动相位差约 为10 3 。 , 根 据两个传感器 的 安装位置相差90 “ , 以及传感器安装误 差 、 测试误 差等因素的影响 , 可 以认为测点4径向两方向的振动基 本同相 , 这与转子不平 衡相 位差为900 时的振动特征 明显不同 ;

(3) 各 测点 的轴心轨迹图均不是椭圆图 形 , 其 中测 点l和 测点4 的 轴心 轨迹图 形特征最为 明 显 , 图5和 图6呈现明显的 “ 8 ” 字图形 , 这是转子发生 严重不对中故障的典型 轴心轨迹。 另据现场了解 , 该 主风机组检修期间 , 烟 汽轮机 与 离心 风机安装后 的不对中量 即超过 允许偏 差 , 由于 现场找正 困难而不得不启动机组运行 。 根据 以上分析 , 可 断定该主风机组振动 不断加剧 的原因有可能是 由于烟 汽轮机与离心风机联轴 器不对 中量 超标 , 导致轴承受力不均 匀 , 逐 渐使轴承 的工作 状况 恶化 、 加剧磨损 , 轴承与轴颈对 中状况 逐 步恶 化 , 造成主风机组振动强度逐渐增大 。

4 、 振动分 析的 实践体会 现场10 月份停机维 修过 程中发现测点4 处轴承 轴瓦 严重磨损 , 在更换轴承并适当加大 了该轴承的预 紧力 后 , 该主风机组的轴振动 降到了50 卜 m 以下并能基本维 持在正常振动水平 。 上述振动频谱特征分 析和 轴心 轨 迹图形分 析结果与现场故障实际状况基本吻合。 经过本次振动测试和故障分析过程 , 可得到以下 实践体会 :

(1) 现场应建立关键生产设备的运行检测档案 , 定期进行设备的状态监测 , 完好保存历次维修记录 、 监 测数据 和振动频谱 等 , 将有助于及时准确地发现和 诊断设备运行故障, 提供维修方案和故障解决办法;

(2 ) 综合运用振动频谱特征分析 、 时域波形分 析 及轴 心轨迹图形分析等方 法 , 可 以 比较准确可靠地分 析诊断旋转机械复杂转子的不对 中故障。

地裂缝总是在扩张并向东西两侧诵斗中心延伸 ; 用水 高 峰期 一过或降水偏 多时 , 地裂缝就停止 了活 动或 者是活 动t 降低 、 狈率减少 。 这 种现象在 年际 、 年 内的变化趋 势明显 , 经国家地展局 、 西安地质 学院及大 同市地展局 的反复研究 , 一致认 为 : 抽取地下水引起地裂缝活动 t 占总 t 的60 % 以上 , 成为主要的致 灾原因 , 至此历经二 十年的大 同市地裂缝研究 取得了初 步成果 , 但抽水究 竟 是何种形 式引起地裂缝活 动t 增加仍是 目前孺要查明 的 课题 , 因为这涉及到今后城市防 灾措施的制定和建设方 案的规划 。 四 、 地下 水开采 引起地裂缝活 动的 力学机 制 大同市周围 的水 源地都是把冲洪积砂砾层作为开采 对象 , 各含水层之间均有泥质隔水 层 , 初期承压性好 , 出水t 较大。 随粉抽水时 间延长 , 含水 层水位下降 , 孔 眯水压力 减弱 , 有效自重 压力逐步增加 , 含水层顺粒物 质 的接触 方式发生改变, 由点 一 点式接触向点 一 面式 、 面 一 面式调 整。 按耗散结 构体系在静储t 珑干时细硕粒 物质在含水层 内首先发生偏转运移 , 沿 流速最大的场域 盆新调整位t , 当遇到拐点或孤岛状汇点时 , 充坟其间 的孔隙 . 在宏观上将使含水层的密实度增加 、 孔隙率降 低 , 体积编 小 , 并且这种作用是不可逆 的。 该阶段地表 反应为地裂缝开始出现 , 数个含水层相继发生调甚后 , 垂向上有效 自重 压力会大幅度提商 , 不仅含水层体积缩 小 , 就连隔水层 也要脱水 固结。 隔水层组成物质的顺粒 细小 , 以粉土 、 粉质粘土及粘土为主 。 次固结作用须较 长 时间 , 一但固结作用开始 , 持续时间会延续到数年 , 此过程对应地裂缝扩张阶段。 按大 同市地裂缝的活动特征现在当属隔水层的固结 沉降期 , 随粉城西城北漏斗范围的不断扩大 , 中心区城
沉 降t 向北东一南西 向倾斜 , 成 为地裂缝发展 的优势方 位 , 与大同盆地的 区域应力场重合。 过去有不少人认为 深层地展是地裂缝产生的动 力源泉 , 其依据是大辱·阳高 地班后地裂缝突然增加 。 最近 中科 院的侧试表明 : 抽水 引起的地裂缝也具潜伏期 . 只有当水 平拉 应力突破地层 的抗拉强度后 , 才显现 地表 。 地展的剪切波一方面削弱 了地层 的抗拉 强度 , 另一 方面使水位裸然升降产生附加 重力加 速度 , 使地层在展动的 同时, 沿既有的裂隙扩张 延仲, 从这个角度讲地展不是动 力源 泉 , 而是诱发地裂 缝加速发展的外在因素 , 因为纵然不发生地屁 , 现在地 裂缝仍在持续增长。 五 、 地裂 组防治措 施 1. 减少人为因素影响 , 对城区及 近郊地下水开采实 行有计划的统一管理 , 严禁过t 集中采水 , 给既有水 源 地以休 生养息的机会 , 大 力推广地表节水工程 , 积极 寻 找新的水 源。 2 . 对直接踌越地裂缝的建筑物进行拆除改造 , 遵免 人 员伤亡 , 对跨在发展较慢的地裂缝上的建筑物可以用 钢架做整体式加固处理 , 管网工程应加设预应力装工。 3 . 对于未建的规划工程 , 尽t 实行赴让措施 , 以不 跨越为 主 , 在大 的地裂缝两 侧应 预留50 ~ 100米 的安全 带。 4 . 增 设地 裂缝监侧站 , 做到及时发现及时报告 , 提 前治理 。