旋转机械在线主动平衡技术(上海)

1、为什么要研究主动平衡？研究背景n催化装置的关键设备烟机（烟气透平），经常发生由于催化剂进入机内造成转子不平衡、产生强烈振动的现象。多数一年内要检修23次，每次要56天，损失巨大，已经成为石化企业设备多年未解决的老大难问题。n压缩机、燃气轮机或电机等串联的机组，即使各转子经严格动平衡，且安装对中良好，运转起来也可能发生不平衡引起的强烈振动。n合成氨离心压缩机，叶轮中缓慢沉积的污垢增大到一定程度时，会导致原来动平衡的破坏，以至于必须停车13天进行现场动平衡，仅产量每次就损失45006000吨。挠性转子轴系的现场平衡n汽轮机组等由多个挠性转子组成的轴系，虽然各个转子安装前都已经过了低速或高速动平衡，

2、但在现场组成机组进行调试时，有时还需要进行整个轴系的现场动平衡，其原因是：n1、各转子连成轴系后，临界转速和振型都发生了变化，因而单个转子的残余不平衡量可能激发起轴系较明显的振动。n2、个别转子（如汽轮机转子）没有进行高速动平衡，有些零件（如波形联轴节等）没有与转子一起参加动平衡。n3、各个转子对中不良，支承点标高调整不当以及基础有不均匀沉降等。n4、转子运行后发生热变形和内应力的变化。 现场轴系动平衡的现状 n70年代中期生产的200MW、300MW机组，大约有60%以上. n90年代中、后期生产的引进型300MW、600MW机组，在现场需进行轴系动平衡的比例高达7080. n国内安装的国外

3、制造的机组，对于不同的制造厂，一般也不低于 25%. 现场轴系动平衡的难点 花钱多耗时长 .例如200MW汽轮机发电机组作现场动平衡时，每天最多起动2次，每次起动花费10余万元。国内外自动平衡技术概述国内外现状 红外线遥控主动平衡装置（哈工大）国内、外主动平衡技术的比较n转速-恒速与变速国内：转子单转速及缓慢变速下的主动平衡。国外：随转速变化的柔性转子的快速变速过程（多平衡转速、多校正面的平衡综合优化问题）国内、外主动平衡技术的比较n国内：单平衡头（平衡单面转子）；国外：二或三面双向平衡头（平衡多面转子） n平衡时间：国内-90，180秒-5，6分钟（1995年）。30秒（2000年）国外-1

4、0几秒. n高转速和低转速：国内-1659-1770rpm，4800 rpm，国外-40000rpm全转速. n工程实用：国内-刚性、单盘转子（浙江上虞风机）；国外-柔性、多盘转子（汽轮机）。EM主动平衡装置EM主动平衡装置的特点n装有两个配重的配重盘永久地装在转子上。n不需要电力的永久磁铁固定配重盘的位置。n配重盘的位置则由控制器连续地调节,进行平衡校正，减小振动。 n无接触能量传输:静环无接触线圈组件提供能量来驱动配重盘。配重盘的结构特点n在机器的整个运行过程中，在数秒内完成多平面、多转速的不平衡质量校正。消除了费时、费力的人工动平衡。不需要人工参与和停工检修，减少了机器的起车时间。 n该

5、系统连续监测和诊断机器振动状态，提供了预知维修的工具。n突然的停电或控制器停止工作，只能使动平衡校正处在最近一次优化的位置上。n首次在国内大型机组上实现不用停机的在线主动平衡，在自愈技术的工程应用上取得重大突破。 性能参数转子转速30040,000 rpm校正能力20 g.mm28 kg.cm取决于转速和可用空间分辩率（校正能力的%）15%平衡时间110秒平衡环内径38530mm适用温度-67302，特殊需要可达500能源动力220VAC，5Amp重量115 lb（每个平衡平面）(6.81KG)动环和静环之间的间隙0.020(0.508mm)在风机中的应用BALANCER在压缩机中的应用n石化

6、行业中某汽轮机组驱动的某离心压缩机组经常发生转子不平衡导致的振动问题，每次必须停机花费34天进行现场动平衡，仅产量每次就损失45006000吨。n在高压压缩机两端应用两只在线主动平衡环后，消除了该机组的这个问题，已连续安全稳定运行了两年多。技术经济分析及经济效益、社会效益预测n对于石化大型机组来说，每提前投入运行一个小时都是以万元来计算的。n如果采用基于主动平衡的透平机械故障调控系统，不用停机，在正常转速下就能解决问题。n所以，主动平衡技术带来的经济效益和社会效益是难以估量的。转子试验台中的主动平衡系统图1、第一次开车时，没有使用自动平衡装置时，过临界转速时转子的振幅约为500微米图2、第二次开车时，使用了自动平衡装置，过临界转速时转子的振幅约为200微米图3、第三次开车时，自动平衡装置保留了最佳动平衡数据，过临界转速时转子的振幅约为100微米 主动平衡系统在离心压缩机组中的应用在压缩机组中的应用方案在炼油厂烟机上应用n在炼油厂烟机上应用，可以解决由于催化剂进入机内造成的转子