Устранение неисправностей гидравлического привода питательного насоса котла

Питающий насос котла (BFP), приводимый в действие от главной паровой турбины через гидравлический привод, испытывал высокие уровни вибрации, что приводило к частой замене подшипников гидравлического привода. Электростанция зависела от единой BFP для производства электроэнергии. Нормальная работа завода требовала, чтобы BFP и выходной вал гидравлического привода работали в диапазоне от 2000 до 3500 об / мин. Результаты испытаний, проведенные компанией Mechanical Solutions Inc. (MSI), позволили конечному пользователю немного изменить работу станции, чтобы более надежно продолжить производство электроэнергии до тех пор, пока не будут внесены постоянные исправления, рекомендованные MSI, во время запланированного отключения в будущем.

Полевые испытания MSI представляли собой комбинацию ударных модальных испытаний и эксплуатационных испытаний с принудительной реакцией. Данные для каждого из этих испытаний были получены примерно в 125 точках гидравлического привода, насоса, переднего стандарта и фундамента. Испытания на ударную нагрузку использовались для определения собственных частот и форм колебаний во время работы установки. Данные рабочего испытания принудительного отклика были использованы для получения рабочей формы отклонения (ODS) насоса и привода в сборе (рис. 1). Подробный ODS того типа, который выполняет MSI, показывает относительное движение (амплитуду и фазу) каждой части конструкции на заданной частоте и обычно дает ценную информацию об источниках проблем и их относительной важности. MSI также использовала стержни с направляющими валами, чтобы исследовать возможную собственную частоту кручения в механической передаче.

Эксплуатационные испытания показали, что высокие уровни вибрации наблюдались при 60 Гц (Гц) и были в основном на входном конце гидравлического привода и переднем стандарте, достигая пика при частоте вращения выходного вала гидравлического привода 2500 об / мин (42 Гц). Однако уровни вибрации на выходном валу были намного выше при 60 Гц, чем при 42 Гц. MSI пришла к выводу, что высокие уровни вибрации при 60 Гц были вызваны главным образом критической скоростью вращения роторной системы, которая могла «настраиваться» на 60 Гц в зависимости от количества масла в гидравлическом приводе. Жесткость на кручение гидравлического привода контролировала скорость выходного вала, поэтому уровень вибрации оказался связан (но, как выяснилось, косвенно) со скоростью выходного вала. Кроме того, структурная собственная частота опор подшипников гидравлического привода около 64 Гц была четко идентифицирована с помощью ODS и модальных испытаний. Комбинированная вибрация ротора и конструкции привела к серьезному разрушению фундамента под гидроприводом, до такой степени, что анимация ODS и модального анализа показала, что плиты подошвы больше не были соединены как единое целое с фундаментом, что еще больше усилило вибрацию системы, что очевидно. на Рисунке 1. Собственная частота опоры подшипника и разделение фундамента усиливали общую вибрацию системы на частоте 60 Гц, но критическая скорость кручения была основной причиной проблемы.

Рис. 1. Стоп-кадр из анимации преувеличенного движения модального «ударного» теста, выполненного во время работы насосного агрегата. Обратите внимание на движение основания гидравлического привода и опорных пластин относительно бетонного фундамента, которые, как показано, больше не связаны между собой.

Завод должен был оставаться в рабочем состоянии; поэтому долгосрочное решение проблемы с фондом не было вариантом в ближайшем будущем. Для поддержания выработки энергии заказчик использовал результаты MSI, чтобы выработать стратегию предотвращения работы гидравлического привода при 2500 об / мин, чтобы ограничить быстрый износ / выход из строя подшипников и стандартный износ передней части. Постоянные ремонты фундамента, а также модификации муфты и других компонентов вала для снижения проблемной частоты скручивания были спланированы и запланированы на случай будущего отключения.

Об авторах:
Уильям Маршер - президент и технический директор, а Эрик Олсон - директор по маркетингу Mechanical Solutions Inc. (MSI), консалтинговой и научно-исследовательской компании из Уиппани, штат Нью-Джерси. Чтобы узнать больше, посетите сайт www.mechsol.com или позвоните по телефону 973-326. -9920.