预测风机喘振边界的新方法

　　雷剑宇廖明夫杨伸记北业大学利用轴振动轴位移及风机噪声信号来预测风机喘振边界，并在实际工程中验证了其可行性。

　　1引言风机性能曲线是风机性能和状态的重要度量，也是风机控制的基础。当风机运行1记，间后，特别是风机的若干部件更换后，风机的特性会发生变化。当需对风机控制系统进行改造时，无据可依，此时就必须付风机的性能状态进测试而喘振边界是风机性能状态的关键征因素之。因为，风机旦进入喘振工况，轻则影响风机的正常运转，重则可能会对风机造成巨大的损害。在此情况下，方面，必须保证风机的安全；另方面，测试中还必须尽可能地达到喘振边界，以测得准确的风机性能数据。因此，如何准确地预测风机喘振边界是本文讨论的首要问。

　　2喘振边界预测的基本思路根据风机原理，般情况下，风机喘振前会出现旋转失速。可以说。喘振足严重的旋转失速后导致转广的振动状态较大变化因此，监测风机振动随工况的变化，就有可能确定旋转失速的出现。事实上，较深度的旋转失速本身就是种非稳定工况。

　　把此状态定为喘振边界虽然趋于保守，但仍然可取。

　　另外，实测时，随着风机的出口流量逐步减少，出1出力会随之增加，此，风机转子会逐渐向进气口方向移动。因此，监测风机的轴位移可得到预测喂振的重要信息。

　　轴位移8般通过电涡流传感器测量。风机运行时，轴位移有个报警值1.当风机憋压时，轴位移值逐步趋近报警值。如果轴位移信号先于喘振报警。则以此时的状态作为喘振边界因为芳出现轴位移报警则风机不允许连续运行。

　　除此之外，由于风机喘振时会伴随着放炮声，因此风机的噪声信号也是风机状态的重要监测量。

　　由此认为，可以通过监测轴振动和轴位移以及风机的噪声来预测风机喘振边界3实例应用某厂5风机是从捷克进口的12级轴流压缩机，由汽轮机驱动。其静叶角度分两段可调。其中第段静叶调节的范围为10.

　　+16而第段静叶则根据第段静叶联调。转速从2850 3750以1；4调2001年该厂对5=风机控制系统进了改造。

　　改造过程中，为得到义整准确的1机性能线数据，实测中又必须尽可能地接近喘振边界。因此，首先验证通过监测轴振动和轴位移以及风机的噪声来预测风机喘振是否可行。

　　3瓦和4瓦轴振动及风机噪声信号将风机在上述的3个喘振点上进入喘振边界全过利的4=轴1轴位移；虑波处理1.衍到4的变化关系测点数由可，随着风机出口压力升高，风机轴向力持续发生变化，轴位，连线减小，而当风机进入喘振边界时，轴位移发生突变。风机在不同状态下3次进入喘振边界。轴位，都遵循1样的规律。轴位移移这种变化趋势的监测，可以比较准确地对风机喘振进行预测。

　　4应用实效在5风机的测试过程中，总共选择了10个静6，+8，+16，测试了106个工况点，基本上覆盖了风机所有的工况范围。在实测过程中，通过监测风机轴振动和风机轴位移的变化趋势来逼近喘振边界，尽量使所预测的喘振边界接近实际的喘振边界，达到了相当好的效果。同时，采用小乘法对性能曲线原始数据进行拟合处理。在5中，简要地展了其中个静叶角度下拟合后的性能曲线测试结果。下转第57页！以个从有代性的工在这个工况点测量风机的性能状态，并且直至风机进入喘振边界。

　　这3个工况下，风机振时4瓦轴位移3瓦和4瓦轴振动及风机噪声信号13.1 3中，为哚声，015为3瓦轴振动，17为3瓦轴振动，016为4瓦轴振动，为4瓦轴振动。12为4瓦轴位移由13可，风机要进入喘振工况时，风机轴振动状态开始发生较大变化。风机喘振时，风机发生剧烈的低频振动，振幅达到大值。轴向位移突变，噪声低沉。而在风机进入喘振边界过程中，噪声信号对喘振的反应明显滞后于轴振动以及轴位移信号的反应。所以，利用轴振动及轴位移信号来预测喘振比利用噪声信号通过常规的听音方式更为可靠。撒，3瓦和4瓦轴振动及风机噪声信号上接第53页常运行时，所需刚度的时间相对较长，亦即磨损时间较长。所以在轴瓦面出现热裂纹，引起面剥落，小片区域碎裂。

　　43级转子的主振频率为工频2001幅值达60；谐波成分幅值很小2.结合工艺，再根据以往的检修经验及压缩机入口过滤网易脏的特点，认为高速转子因严重结垢而存在不平衡，所以外在慢升高。

　　5打开机组检查到的情况由于3级振动动值持续过高，于8月份终停车检修。

　　各级叶轮均有不同程度的结垢现象，其中以3级叶轮为严屯，由于该机组在生产中的作分重要，般不轻易检修；即使检修，也不允许有更多的时间进行解体大修。这就导致结垢物随着时间的延长越结越多，+衡纪越来越严重。振动越来越大。后经除垢做动平衡后，使不平衡量得以消除。

　　同时发现了3级轴瓦间隙略有增大，超出了标准间隙0.23，极限0.02，6处理措施对高速转子除垢后做动平衡。

　　检查各轴承间隙量及瓦背量。测量瓦块厚度后，挑选合适的瓦块予以更换，使轴承间隙尽量接近间隙范围标准值0.170.23，小仇7检修后的效果开车后，测得3级振幅只有3史取其余各级振幅均有+程度的降低频谱显的工频幅价也只5结论健立厂利风机轴振动和轴位，信预测风机喘振边界的新方法，并在实际工程应用中验证了其可厅性。

　　发现在风机进入喘振边界过程中，噪声信号对喘振的反应滞后厂轴振动以及轴位移。入1此，利用轴振动以及轴位移信号来预测风机喘振边界要优于利噪声信号倾测，利用风机轴振动和轴位移信号预测风机喘振边界的方法，在5风机实际测试中，大限度地降低了喘振工况对5风机危害的同时，得到了比较准确的风机忭能曲线。

　　吸人风量叫的，5风机的新控制系统将测试结果作为控制参数进行改造，至今，改造后的控制系统已经正常运行13年多。

　　3级轴承尤向频谱2记录本特利3300监视仪儿次故障前后的数据，1.

　　1级潘2000年8月5日8时检修前2000年8月9日9时检修后天2001年5月27日22时被迫停车前2001年5月30日15时检修后3天2001年9月30日检修后41天4监测分析结论通过对这台机姐监测到的数据迸行了频谱分析，可以得出如下结论。

　　从在线监测的数据来看。本特利3300监视仪反映的数据可靠。排除了探头前置器监视仪等其它仪部分出现故障。

　　空压机介质进出1压力温。度等参数正常，排除了气流激振的可能。

　　轴瓦温度油压均无异常情况。振动为工频，排除了油膜涡动引起的振动。轴瓦部分面剥落碎裂的原因是因为轴瓦间隙过大，导致支撑刚度降低，在这种情况F，机组启动，次汕膜刚度达到正