660 MW空冷机组空冷岛风机振动大的研究与治理

2020-04-15张精桥

河北电力技术 2020年1期

张精桥，张研

(陕西国华锦界能源有限责任公司，陕西榆林 719319)

1 概述

某电厂2台660 MW机组空冷岛的风机安装在45 m空冷岛钢结构平台上，空冷岛按2个机组设置，形成2个独立结构单元。每台机组设置空冷风机56台。空冷岛钢结构平台布置在伞状支撑的45 m钢结构平台上，平台上设置风机桥架，用来安装大直径风机，在风机叶片周边安装导流风筒。风筒固定在八角环梁上，叶片下防护网用螺栓固定在风筒底部。

机组运行以来，运行巡检及设备点检人员发现空冷风机在运行过程中，不断出现风筒大刀片与八角梁连接螺栓断裂和脱落现象，虽然经过治理，但效果不太明显，对机组安全及人员巡检产生较大隐患。

为诊断故障原因以及制定可行技术方案，需对风机设备、平台机架等进行现场调查、振动测试和振动分析工作。

2 风机振动测试试验

2.1 测试目的

a.检测振动是否超标；

b.检查是否有共振现象；

c.找到风筒振动最大关联性因素；

d.通过计算得到脱落螺栓连接面处的最大剪力及剪力幅。

2.2 测试单元选取

根据该电厂2台660 MW工程空冷岛风筒大刀板及护网螺丝断裂、松动情况表，结合2次螺栓断裂松动调查情况及之前做过的空冷岛钢结构平台振动测试结果，在1号机组和2号机组中共选择16个冷却单元作为测试对象，分别为1号机组1-1、1-5、1-7、2-2、3-3、4-4、4-5、5-3、6-3、7-2、7-4、8-6；2号机组1-1、2-2、3-3、4-3。测试风筒单元分布示意见图1。

图1 测试风筒单元分布示意

2.3 测试仪器

测试仪器有:

a.奥地利DEWETRON公司的40通道动态信号测试系统；

b.美国DYTRAN和瑞士KISTLER高精度振动加速度传感器40只；

c.北京东方振动和噪声技术研究所INV306S2型16通道动态信号测试系统；

d.哈尔滨地震局工程力学研究所941-B型超低频位移、速度、加速度传感器16只。

2.4 测试方案

测试风机工作时各测点的振动参数，测试包含x、y、z3个方向的振动速度。

测试情况包括以下工作状况:首先对风筒单元测量其风筒在风机单独运行状态下各个运行频率时的振动情况，即分别为15 Hz、25 Hz、35 Hz、40 Hz、45 Hz、50 Hz、55 Hz运行频率时的振动情况；然后对该风筒单元，测量当其所在机组所有风机一起运行的情况下，该单元风筒在各个运行频率时的振动情况，具体频率同上。

2.5 测试结果

通过现场测试并记录各测试风筒在不同频率下的速度时程曲线数据，运用计算机动力测试分析软件进行动力特性分析，整理出不同频率下各测点的速度峰值及部分典型频率的速度响应情况，见表1。

表1 各测试风筒单元测点速度响应计算表

1号机组1-1风筒单元A测点在50 Hz时的速度峰值及典型频率的速度响应示意，见图2。

图2 典型频率下速度响应示意

2.6 初步分析

经过测试与计算，风筒单元测点最大剪力幅、最大剪力见表2。

表2 测试风筒单元测点最大剪力幅剪力计算表

依据相关规范计算可得，10.9级M16高强螺栓的最大容许剪力幅为21.5 k N，最大容许剪力为36 k N，从表2中所得数据可以看出，各风筒连接螺栓的最大剪力幅和最大剪力都未超过最大容许值，因此，该工程所选用10.9级M16高强螺栓是合理的。

2.7 振动相关性分析

研究八角梁和风筒的振动与设备振动的关系[1]，主要包括2个方面:八角梁和风筒的振动中是否含有设备振动频率；风筒振动的最大相关性因素。因此，当控制频率为15 Hz，八角梁和风筒的西北方向振动中出现了较明显的风机通过频率2.35 Hz及其倍频4.7 Hz。当控制频率增加至45 Hz以上时，风机通过频率对风筒的振动影响显著。