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[综合讨论] LNG鼓风机低频振动

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发表于 2020-5-20 10:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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近年来,我们遇到过多次奇怪的低频振动问题,因为没有后续的检维修结果支持和验证,一直未能结案。本案例是一个有结果并验证了的例子,现分享给大家,希望能启迪有心人。

某LNG厂的一台鼓风机,两端轴承上安装的是加速度传感器,通过3500监测系统的记录仪输出接口将振动的通频幅值送到DCS系统中,没有安装System 1在线监测系统(可惜)。不久前大修后启机,从DCS上的历史趋势图中发现,启机后不久,从2020年4月5日开始,鼓风机两端的水平方向振动(通频振动,单位为速度有效值)逐步爬升,非驱动端振动比驱动端稍大。
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应用户请求,本特利故障诊断工程师用SCOUT 140便携式振动信号采集仪采集了几组振动信号,将信号上传到System 1软件中进行分析。
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发现引起振动上升的频率成分主要是2.5Hz的低频信号。这种低频信号的最低频率未必就是就是2.5Hz,通常可能是频谱图中的频谱分辨率,如果增加分辨率,这个频率可能还会降低。因为只采集了一组信号,没有时间去改变组态确认上述可能性,确认了2.5Hz就是频谱图的分辨率。

这种低频信号通常认为是传感器系统的问题(滑雪坡现象)。如传感器的电缆没有扎紧,随着进、出气流的扰动而抖动,传感器连接及质量问题等等,但通常不会在缸体两端的测点同时出现;也有可能是结构的低速运动,近几年发现了多次这种现象,X/Y方向波形同相或者反向变化,趋势特征是波动(时而出现,时而突然消失),因为发现它不影响机器的安全运行,而某一天又可能突然就消失了,消失时没有哪个工艺参数发生明显相关变化,因此一直搁置没有确认原因,本例是单方向逐渐增大,与以前的案例不尽相同;还有一种可能是因为主气流的被扰动,如导叶失控(导叶的控制失灵),导致气流扰动叶片产生激励力,这种原因有被证实过的案例。

通过上述的分析,因为有条件,就要求停机检查流道情况,顺便看看有没有结构件松动、脱落情况(脱落应该在流道而不是卡在机器内部的旋转件上,否则会呈现1X倍频分量)。
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打开进气道发现,在进气道的入口,一个长条形结构件脱落,卡在进气道入口,而底下的残渣是没有吹扫出去的物体(与本案例的振动无关,但有这么多还是有点小惊讶),结构件碰巧卡的位置有偶然因素,估计位置是逐渐变化到现在的位置的,还好没有还在打横状态,没有进到叶轮里面去,振动表现在水平方向,振动趋势逐步增大,都应该和这种卡的位置,或者位置的逐渐变化相关。如果振动趋势是无规则的波动,或者X/Y两个方向振动都大,都不是不可能,它们不是改变结论的必然因素,不用过于纠结。

本案例只是低频振动的可能原因的一种。

拿掉这个脱落构件后,机器重新启动,迄今振动正常、稳定。参见前面的DCS趋势,趋势图中很低的底部振动是停机状态。
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上图是SCOUT采集的几组数据,也说明了治理前后振动幅值和频谱的变化。因为是离线采集数据,样本数据比较少。

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