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羅茨風機低頻振動_羅茨鼓風機

時間：21-10-13　　來源:錦工羅茨風機原創(chuàng)

羅茨風機低頻振動：煤氣羅茨風機故障振動分析與修復

　羅茨風機用幾年后會出現(xiàn)振動噪音，羅茨鼓風機廠家教你解決振動問題
　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風機等機械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅(qū)羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

　　寧夏煤化集團有限公司現(xiàn)有兩臺JGR450羅茨風機，其運行方式為一開一備，主要作用是輸送煤氣，保證焦爐產(chǎn)生的煤氣能夠及時抽走，為后續(xù)的煤氣凈化保證一定的壓力。當羅茨鼓風機出現(xiàn)故障停機，一方面給企業(yè)正常生產(chǎn)帶來損失，另一方面焦爐煤氣無法及時供送，使得焦爐煤氣對環(huán)境造成嚴重污染。

　　1、羅茨風機在煤化工的重要性及工藝背景

　　羅茨風機是煤化工煤氣輸送的關(guān)鍵設(shè)備，它不但在焦化生產(chǎn)中起至關(guān)重要作用，而且在整個流程中屬不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。從焦爐來的荒煤氣、氨水、焦油首先在氣液分離器進行氣液分離，分離出的粗煤氣分別進入初冷器；在初冷器上段，用循環(huán)水間接冷卻煤氣冷卻至45℃，再經(jīng)下段制冷水間接冷卻，使煤氣進一步降溫至22℃，冷卻后的煤氣進入電捕焦油器，最后進入煤氣羅茨鼓風機，煤氣羅茨鼓風機最主要的作用就是對煤氣進行加壓。它的運行正常與否，直接影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定。為此，努力保證煤氣羅茨鼓風機完好是設(shè)備管理工作的重任（如圖1）。

　　該煤氣羅茨鼓風機自投運以來一直運行良好，正常情況下，振動是一種隨機振動，振動參數(shù)總是在某一平均值附近波動，隨時間變化而變化的現(xiàn)象不明顯。在2012年4月14日，突然出現(xiàn)機組振動加劇。由于機組僅安裝了位移報警連鎖，沒有安裝振動報警連鎖，所以集控室顯示設(shè)備正常，我們操作人員根據(jù)操作經(jīng)驗，采用了緊急停車。

　　2、羅茨鼓風機產(chǎn)生振動原因分析

　　JGR450羅茨鼓風機機組主要由電機、液力偶合器、增速器、羅茨風機本體、潤滑系統(tǒng)、現(xiàn)場檢測儀表以及進出口管道必備閥門等組成。其主機由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、軸承箱和底座等構(gòu)成。針對現(xiàn)場振動，做如下原因分析：

　　2.1 轉(zhuǎn)子的不平衡量（偏心質(zhì)量和偏心力矩）

　　機組在投入運行的一段時間后，隨著壓力負荷的增加，其振幅會發(fā)生變化，一般是由小到大的趨勢。引起振動原因主要有以下幾點：

　?。?）轉(zhuǎn)子葉輪葉片和輪盤的腐蝕；（2）局部的氣流沖刷，不均勻腐蝕和穿孔；（3）轉(zhuǎn)子葉輪流道的堵塞。

　　2.2 氣流喘振因素

　　羅茨風機喘振就是風機小流量下的一種不正常情況。喘振現(xiàn)象包括兩方面的因素：羅茨風機的氣流在一定的條件下出現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)脫離”是產(chǎn)生喘振的內(nèi)在因素；與羅茨風機聯(lián)合工作的管網(wǎng)系統(tǒng)的特征是其外界條件，只有外界條件適合于內(nèi)在因素時羅茨風機才發(fā)生喘振現(xiàn)象。羅茨鼓風機產(chǎn)生喘振時的特征表現(xiàn)主要有下列幾種：

　　（1）氣流參數(shù)產(chǎn)生大幅度脈動。（2）聲音異常，一般會發(fā)生周期性的脈動噪音、周期性的低頻吼叫聲或喘氣聲。（3）機組振動加劇，一般多為低頻振動，振動頻率與管網(wǎng)容量的平方成正比，喘振現(xiàn)象產(chǎn)生的原因除上述機理外，還有外界客觀因素，如化工工藝控制；系統(tǒng)壓力突然升高到高于排氣壓力；進氣溫度升高，羅茨鼓風機排氣壓力下降，低于系統(tǒng)壓力，進氣吸力下降造成羅茨鼓風機排氣壓力成比例降低，羅茨鼓風機出口有異物等均能使機組發(fā)生喘振。

　　2.3 轉(zhuǎn)子安裝不當造成的葉輪和定子軸向位置發(fā)生干涉引起的振動

　　主要表現(xiàn)在動靜部分發(fā)生摩擦，機組溫度過高，密封套部件變形磨損起不到密封作用。導致密封間隙過大，氣流經(jīng)過風機時，軸向力過大，轉(zhuǎn)子在定子中的軸向位置發(fā)生竄動，引起振動。

　　其他有關(guān)振動產(chǎn)生的常見原因有：

　?。?）轉(zhuǎn)子主軸發(fā)生彎曲，機械跳動超差。

　?。?）轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生碰撞摩擦。

　?。?）電氣元件安裝不當。如鉑熱電阻、測振探頭、溫度計等儀表元件。

　　2.4 機組軸系找正原因

　　電機、偶合器、風機之間的軸系找正。按照機組找正曲線進行找正，檢修后進行機組整個軸系的重新檢查。

　　2.5 軸承故障引起的振動。

　　主要原因有：

　?。?）油膜引起振動。軸承間隙過大和過小都無法形成起潤滑保護的油膜。瓦塊再起不到潤滑作用時就會發(fā)生瓦塊磨損甚至燒壞瓦塊巴氏合金，軸承起不到支撐和止推作用，從而使得機組發(fā)生振動。

　?。?）軸承壓蓋部件松動。軸承箱內(nèi)軸承壓蓋螺絲松動或機體底座螺絲松動，機組運行時無預緊力也會發(fā)生振動。

　　（3）油品、油質(zhì)問題。國家標準油品化驗要達到NAS7級。潤滑系統(tǒng)的油質(zhì)回油溫度過高或潤滑油含雜質(zhì)，油品長期潤滑變質(zhì)。

　?。?）潤滑油進、出油管路堵塞。

　　羅茨風機產(chǎn)生振動的原因是復雜的的，經(jīng)綜合分析，此次風機振動主要為：

　　（1）軸承箱內(nèi)軸承壓蓋螺絲松動；

　?。?）密封磨損嚴重，密封間隙過大；

　?。?）軸系問題，風機與變速器不同軸。

　　3、修復方法

　　3.1 定子部分

　　拆解機殼中分面螺栓、地腳螺栓，拆卸機殼大蓋；拆卸軸承箱蓋，軸承；吊出轉(zhuǎn)子；拆卸上、下機殼密封套；機殼、隔板噴砂處理；機殼中分面拋光輪清理；按照圖紙重新照配密封套。

　　3.2 轉(zhuǎn)子修復

　?。?）轉(zhuǎn)子噴砂除銹，保護好軸徑、推力盤、聯(lián)軸器等部位；

　?。?）手工清理噴砂不干凈的地方；

　?。?）轉(zhuǎn)子葉輪著色探傷檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪完好無裂紋；

　　（4）轉(zhuǎn)子按合格證明書打表檢查機械跳動。打表檢測，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸變形彎曲0.28mm，參照設(shè)備運行技術(shù)要求，確定主軸報廢不能使用，對此我們及時跟廠家取得聯(lián)系，更換一臺新轉(zhuǎn)子。

　?。?）熱拆原轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器，標記位置；

　?。?）把舊聯(lián)軸器熱裝于新轉(zhuǎn)子上；

　?。?）打表檢查轉(zhuǎn)子各項跳動并檢查電氣不圓度，操作規(guī)范參照錦工典型工藝手冊。

　?。?）轉(zhuǎn)子低速動平衡。

　　轉(zhuǎn)子重量1038kg，平衡精度G1.6，允許不平衡量3954.3g·mm，工作轉(zhuǎn)速4340r/min，磨削去重，磨削深度不大于0.4mm，粗超度Ra6.3，光滑過渡。

　　3.3 機組現(xiàn)場組裝

　　按照典型裝配工藝進行。

　?。?）方向同軸度≤0.03mm，垂直方向轉(zhuǎn)子中心低0.08～0.12mm；

　　（2）檢查隔板同軸度，隔板與機殼同軸度≤0.025mm；

　?。?）轉(zhuǎn)子軸向?qū)χ卸ㄎ唬?/p>

　?。?）按羅茨鼓風機出廠合格證照配更換羅茨鼓風機全套密封、油封；

　　（5）根據(jù)要求配鉆支推軸承上軸瓦測溫孔及止動銷孔；

　　（6）根據(jù)要求配鉆支撐軸承上軸瓦測溫孔及止動銷孔；

　　（7）按照合格證調(diào)整支推軸承、支撐軸承間隙及過盈；

　?。?）扣合上機殼，檢查自由間隙；

　?。?）調(diào)整風機與變速器的同軸度，使之符合煤氣羅茨鼓風機機組安裝要求；

　?。?0）安裝聯(lián)軸器及護罩，檢查各螺栓是否松動。

　　4、效果評價

　　機組檢修結(jié)束，經(jīng)啟動試車，風機轉(zhuǎn)速逐步提高至3800r/min后，使用手動測振儀檢測風機的振動在0.08um范圍，同時使用測溫儀測軸承溫度小于48℃，電流穩(wěn)定在34A，在運行48小時后停車備用。

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羅茨風機低頻振動：羅茨風機噪聲源分析

　　原標題：羅茨風機噪聲源分析

　　羅茨風機噪聲含有多種“成分”。錦工風機從噪聲產(chǎn)生機理分析，羅茨風機噪聲主要由氣動噪聲、機械噪聲和電磁噪聲等幾部分組成，其中氣體動力性噪聲具有強度高、危害大的特點，是羅茨風機的主要噪聲污染源。從噪聲傳播途徑分析，羅茨風機噪聲由空氣噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲兩部分組成，空氣噪聲通過進氣口、排氣口、機殼、管壁等輻射與傳播，結(jié)構(gòu)噪聲通過機殼、管壁與基礎(chǔ)等傳播，結(jié)構(gòu)噪聲容易造成物體振動并激發(fā)二次空氣噪聲。羅茨風機噪聲傳播途徑如圖1所示。

　　1.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)噪聲 2.機殼與管壁噪聲 3.氣流噪聲

　　圍介質(zhì)造成了壓力脈動，形成了氣動噪聲。當風機葉輪逐個掃過進氣口與排氣口時，氣體受到周期性擾動，引起壓力脈動，同樣產(chǎn)生了噪聲。由于風機葉輪與機殼之間圍成封閉的基元容積，在基元容積與排氣口連通一瞬間，風機排氣口的高壓氣體向基元容積快速回流，使氣流受到劇烈沖擊與壓縮造成壓力脈動，形成了強烈的氣動噪聲。旋轉(zhuǎn)噪聲具有確定的基頻，計算式為f1=Z·n/30（Hz），其中Z為葉輪數(shù)，n為轉(zhuǎn)速（r/min）。

　　渦流噪聲又稱紊流噪聲，是氣體渦流運動產(chǎn)生的一種非穩(wěn)定流動噪聲。在葉輪及機殼流道表面，尤其在氣流突然減速或速度方向發(fā)生突變的部位，氣體附面層發(fā)展到一定程度就會發(fā)生脫離，形成漩渦。內(nèi)泄漏氣體的流動方向與主氣流方向相反，也會在泄漏間隙兩端產(chǎn)生漩渦。由于氣體具有粘滯性，氣流漩渦產(chǎn)生后還會在流動過程中進一步分裂，形成一系列更小的渦流。

　　除了上述旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲外，氣動噪聲還包括共鳴聲。由于葉輪旋轉(zhuǎn)和氣流渦流運動等因素的影響，氣體壓力在很寬的頻率范圍內(nèi)脈動。這種脈動與進（排）氣腔發(fā)生聲學上的共振，產(chǎn)生共鳴聲。當共鳴聲通過進、排氣口輻射時，顯著增強氣動噪聲的某些共振頻率成分。

　　機械噪聲主要來源于機殼的振動，使機殼發(fā)生振動的原因主要有兩個：①葉輪的轉(zhuǎn)動不平衡力，通過傳動構(gòu)件轉(zhuǎn)移到機殼上，對機殼產(chǎn)生周期性的激勵；②機殼內(nèi)的渦流強度所決定的壓力脈動，常與葉片的基頻（即葉片通過頻率）有聯(lián)系，也對機殼產(chǎn)生周期性的激勵。風機的風壓越高，這一激勵源越不能忽視。此外，電動機、基礎(chǔ)振動和管路振動也會產(chǎn)生機械噪聲。

　　幾種典型的羅茨風機噪聲頻譜特性如圖2所示，其特點是中低頻噪聲峰值突出，高頻噪聲成分逐漸減弱。羅茨風機轉(zhuǎn)速一般為490～3000r/min，旋轉(zhuǎn)噪聲基頻為49～300Hz，使風機噪聲呈現(xiàn)低頻特征。渦流噪聲以中高頻成分為主，具有寬頻帶特性。共鳴聲對中頻噪聲影響較大。

　　羅茨風機噪聲與風量、轉(zhuǎn)速、壓力等參數(shù)有關(guān)。一般情況下，風機風量、轉(zhuǎn)速與壓力升高，噪聲增大。實驗證明，當轉(zhuǎn)速與壓力相同時，風量增大一倍，噪聲增強約6dB(A)；壓力每升高一個大氣壓，噪聲增強約3~4dB(A)；如果轉(zhuǎn)速增加一倍，則噪聲增強約6~10dB（A）。

　　測量羅茨風機噪聲的目的就是為了對被測對象進行噪聲等級的分析、評價或聲源識別，以便采取適當?shù)拇胧┻M行噪聲控制。通常羅茨風機的噪聲識別方法有現(xiàn)場測量法、聲功率測量法、表面振動測量法等，其中，現(xiàn)場測量法是工程實際中常用的方法。

　　現(xiàn)場測量法通過對數(shù)據(jù)、頻譜的分析確定主要的噪聲輻射源，方法簡便，測量結(jié)果能真實反映風機的振動與噪聲水平，但易受環(huán)境的影響。聲功率測量法反映噪聲源輻射強度與輻射特性，避免了聲壓級易受測量距離和測量環(huán)境影響的缺點。振動測量法是根據(jù)羅茨風機的表面振動速度來估計表面輻射聲功率，主要困難在于羅茨風機零部件輻射比的確定，需要測量較多的數(shù)據(jù)和進行大量的計算。

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羅茨風機低頻振動：羅茨風機振動原因有哪些？怎么解決？看這里！錦工風機

　　羅茨風機振動原因及特征有哪些？引起羅茨鼓風機振動大的因素較多，主要原因有以下幾種：

　?。?）地腳螺栓松動，主要表現(xiàn)在垂直方向振動較大。

　?。?）聯(lián)軸器找正不合格，表現(xiàn)有三點：一是軸向振動較大，二是與聯(lián)軸器靠近的軸承振動較大，三是振動程度與負荷關(guān)系較大。

　?。?）風機基礎(chǔ)剛度差，故障特征為：一是振動頻率為工頻，振動時域波形為正弦波，二是垂直方向振動速度異常。

　　（4）與風機連接的管道配置不合理，主要是與風機連接的防振接頭老化，管道與風機形成共振。

　　（5）同步齒輪嚙合間隙大，齒面接觸精度不夠，也可導致水平振動超標。

　　（6）轉(zhuǎn)子不平衡，振動表現(xiàn)為：一是水平方向振動較大，且振動頻率與轉(zhuǎn)速同頻，二是振動大小與機組負荷無關(guān)。

　　（7）軸承損壞及軸系零件松動，主要表現(xiàn)在：一是軸承溫度高并有異響，二是水平、軸向、垂直振動都有異常。

　　1、振動原因的查找及分析

　　羅茨風機的工作特點是葉輪端面和風機前后端蓋之間及風機葉輪之間者始終保持微小的間隙，在同步齒輪的帶動下風從風機進風口沿殼體內(nèi)壁輸送到排出的一側(cè)，引起吸氣排氣呈間歇性和周期性變化，管內(nèi)氣體呈脈動狀態(tài)。管內(nèi)氣體參數(shù)如壓力、速度、密度等不斷隨位置變化，而且隨時間做周期性變化，這種現(xiàn)象稱為氣流脈動。脈動氣體遇到彎頭、異徑管、控制閥等元件后將產(chǎn)生隨時間變化的激振力，受此激振力的作用，管道產(chǎn)生振動。管道產(chǎn)生振動的振源主要是管內(nèi)氣體的壓力脈動，由于壓力脈動始終存在，因此羅茨風機在允許范圍內(nèi)存在某種程度的振動是正常現(xiàn)象，但應(yīng)該避免發(fā)生劇烈振動，否則可能導致管道破壞。

　　引起管道發(fā)生劇烈振動的主要原因有兩個：

　?。?）氣體的壓力脈動過大，導致激振力過大；

　?。?）管道發(fā)生結(jié)構(gòu)（機械）共振。

　　管道發(fā)生結(jié)構(gòu)（機械）共振的原因是管道結(jié)構(gòu)固有頻率與機器激振力頻率過于接近，使管道振動急劇增大。要減少管道的振動，必須避免管道發(fā)生結(jié)構(gòu)共振。為防止結(jié)構(gòu)共振必須進行管系固有頻率分析，工程上把0.8-1.2倍的固有頻率范圍稱為共振區(qū)，設(shè)計要求激振力頻率不能落在共振區(qū)之內(nèi)。由于機器的激振頻率是不可更改的，所以要求通過調(diào)整管系的固有頻率以避開共振。固有頻率與系統(tǒng)的剛度有直接的關(guān)系，剛度越大固有頻率越高，管系固有頻率的調(diào)整主要通過調(diào)整系統(tǒng)的剛度來完成。影響管系剛度的因素主要有管道走向、管徑、壁厚和管道支承狀況。

　　2、振動的建議排除措施

　　管系振動會引起管系和管架的疲勞損壞、建筑物誘發(fā)振動以及噪聲等，大的振動還將使隔熱材料損壞，儀表指示錯誤、管道和設(shè)備的疲勞失效等問題，針對羅茨風機管道振動的問題目前建議采用的方法是：

　?。?）首先，聯(lián)系羅茨風機廠家對風機本身可能存在的振動因素進行逐一排除，保證不因為設(shè)備本身的問題產(chǎn)生劇烈振動。

　?。?）采取避免發(fā)生管道結(jié)構(gòu)（機械）共振的措施進行管系動態(tài)分析，避免共振現(xiàn)象。增加管道的剛度達到對管系固有頻率的調(diào)整避開機器振動的頻率。

　　（3）修改支架的型式增加對管路振動進行有效的抑制，而不能只采用承重設(shè)計，還須采用防振管卡，保證管道與管卡充分接觸。

　?。?）增加管道與換熱器的柔性減振連接措施，避免將管道的振動傳遞給換熱設(shè)備導致設(shè)備金屬材料的疲勞損壞。

　　錦工風機是一家生產(chǎn)羅茨風機近20年的廠家，如果您有此方面的采購定制問題，可以聯(lián)系我們的全國免費客服熱線

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