關於超聲波汙水流量計振動故障分析及如（rú）何處理解決
點擊次數：2301 發布時間：2021-08-19 08:11:08
摘要：某電廠輔助（zhù）冷卻（què）液體流量計發生拍（pāi）振，造成（chéng）驅動電（diàn）機振動超標。本文（wén）對（duì）拍振原因進行分析，並提出了解決方法，成功解決振動故障。
1 引言
輔助冷卻（què）超聲波汙水流量計（下文簡稱SEN液體（tǐ）流（liú）量計）振動超標，其中以電（diàn）機非驅動端振動*大。本文從設備（bèi）、係統兩方麵（miàn）綜合分析電機振動高的原因（yīn）是大修後啟動階段，上（shàng）遊流道積氣引發（fā）氣柱諧振，該衝擊與SEN液體流量計自身轉頻接近，電機發生拍振。*終通過動靜排氣穩（wěn）定（dìng）流場，解決了SEN液體流量計振動（dòng）超標故障。
2 拍振（zhèn）現（xiàn）象
如（rú）果對係（xì）統施加兩個頻率接近的力，使係統產生振動，其振幅具有時強時（shí）弱，呈周期（qī）性變化（huà）的特征，這種現象就叫做（zuò）拍。設信號X（t）由兩個振動頻率相（xiàng）近且幅值相等的正弦波疊加而成，即
當ω1-ω2趨近（jìn）於0時，即兩個信號的頻率越接近時，拍振幅值越（yuè）大。拍振信號的時域波形及（jí）頻譜圖如下，在頻譜圖中可看到兩個頻率接近的峰。
3 設備振動分析
3.1測點選擇
為全麵監測設備（bèi）振（zhèn）動，在電機與超聲波汙水流量計的驅動端和（hé）非驅動（dòng）端（duān）均設有振動測點，對於（yú）立式液體流量計，電機非（fēi）驅動端剛度*弱，振動響應也*明顯，所以（yǐ）此測點往往能代表立式液體流量計振動（dòng）的*大點（下文記（jì）為測點1）。電廠人員定期測量各點振動並（bìng）建（jiàn）立數據庫，以便對振動參（cān）數進行趨勢跟蹤和分析。
3.2信號分析
SEN液體流量計（jì）維修後再鑒（jiàn）定時，測點1處振動約為7.0mm/s，超過報警值（振動標準：報（bào）警值≥4.5mm/s，停機值≥7.1mm/s）；隨即停運該液體流量計，完全停運後測點1振動仍高達4.5mm/s，說明設（shè）備外部存在激擾源，使設備未運轉時（shí）依然有較大的振動響應。
對振動（dòng）采集器獲取的信號（hào）進行譜分析，超聲波汙水流量計組運轉狀（zhuàng）態下主要振動頻率為11.33Hz和12.38Hz，其（qí）中12.38Hz為液體流量計（jì）轉動頻率；停運時，12.38Hz的液體流量計轉頻（pín）消（xiāo）失，11.33Hz的外部激擾力依然存（cún）在（zài）。
測點1的時域（yù）信號（hào）如圖3，存在明顯的周（zhōu）期波動，周期約為（wéi）1秒。設備在兩個頻率相近的激振力激（jī）發（fā）下，波形周期波動（dòng），現象與拍振吻合（hé）。由圖（tú）3可知，兩個激（jī）勵源頻率相差1.05HZ，根據拍振周期（qī）計算公式T=1/(f1-f2)算得周期為0.95S，與圖3中（zhōng）實測周期一致。
4 原因分析
該超（chāo）聲波汙水流量計在維修前測點1處振動約為2.0mm/s。大修期間液體（tǐ）流量計本體未開展維修工作，所以可排除設備本體故障，需從係統方麵（miàn）尋找11.3HZ的激（jī）振力來源。管道輸液（yè）是通過液體流量計加壓作為動力，這種加壓方式是間歇性的，由於間歇加壓，管道內的壓力在平均值的上、下波動，即產生所謂的壓力脈（mò）動，管流處於脈動狀態。脈動狀態的流體遇到彎管頭、閥門、盲板等元件時，產生**間而變化的激振力，在這種激振力作用下管道和附屬設備產生振動。振動頻率為液體流量計的間（jiān）歇加壓頻率，即超聲波汙水流量計轉子的葉片通過頻（pín）率。而當管（guǎn）道內存在可壓縮氣體時，在壓力脈動作用（yòng）下，氣體的壓縮和膨脹會產生周期性流動振蕩，即氣柱諧振。當壓力（lì）脈動與氣（qì）柱（zhù）的諧振頻率相等或接近（jìn）時，會產生共振，激起管道及其附（fù）屬元件強（qiáng）烈振動。根據係統設計，SEN液體流量計取水口在循液體（tǐ）流量計下遊（yóu），兩者通過一段封閉廊道（dào）相連。大（dà）修期間廊道內水（shuǐ）排空，維（wéi）修後充水啟動時廊道內會殘存一定空氣。當循超聲波汙水流量計葉片旋轉（zhuǎn）產生的壓力脈動（dòng）與（yǔ）氣柱諧振共（gòng）振時，下遊SEN液體流量計將受到強烈激擾，激擾頻率為循液（yè）體流（liú）量計葉片通過頻率11.3HZ（液體流量計轉速169rpm,葉輪（lún）葉片4個），與圖2中實（shí）測幹擾頻率一（yī）致。所以SEN液體流（liú）量計拍振的根本原因是上遊循液體流量計葉片通過頻（pín）率與自身轉頻接近，廊道（dào）內殘存空（kōng）氣引發的氣柱諧振強化了循超（chāo）聲波汙水（shuǐ）流量計脈動壓力的傳（chuán）遞。
5 故障處理
故障原因明確後，項目組通過連續排氣、液體流量計組切換等措施穩定（dìng）管道內流（liú）場，消除SEN超聲（shēng）波（bō）汙水流量計的拍振，測點（diǎn）1振動降至（zhì）2.1mm/s，與大修前振動相（xiàng）當，頻譜中（zhōng）11.33Hz的外部激振力也大幅下降。
6 結語
本文結合（hé）設（shè）備（bèi）檢（jiǎn）修記錄，係（xì）統設計及頻譜特征，鎖定故障原因為超聲（shēng）波汙水流量計組上遊流（liú）體壓力脈動引發（fā）設備拍振，*終通過（guò）動（dòng）、靜排氣穩定流場等措施，快速（sù）解決設備振動高缺（quē）陷，避免不必要的解體檢修。此次SEN液體（tǐ）流量計振動處理案例可（kě）作為立式液體流量（liàng）計振動異常分析的參考（kǎo）。
1 引言
輔助冷卻（què）超聲波汙水流量計（下文簡稱SEN液體（tǐ）流（liú）量計）振動超標，其中以電（diàn）機非驅動端振動*大。本文從設備（bèi）、係統兩方麵（miàn）綜合分析電機振動高的原因（yīn）是大修後啟動階段，上（shàng）遊流道積氣引發（fā）氣柱諧振，該衝擊與SEN液體流量計自身轉頻接近，電機發生拍振。*終通過動靜排氣穩（wěn）定（dìng）流場，解決了SEN液體流量計振動（dòng）超標故障。
2 拍振（zhèn）現（xiàn）象
如（rú）果對係（xì）統施加兩個頻率接近的力，使係統產生振動，其振幅具有時強時（shí）弱，呈周期（qī）性變化（huà）的特征，這種現象就叫做（zuò）拍。設信號X（t）由兩個振動頻率相（xiàng）近且幅值相等的正弦波疊加而成，即
當ω1-ω2趨近（jìn）於0時，即兩個信號的頻率越接近時，拍振幅值越（yuè）大。拍振信號的時域波形及（jí）頻譜圖如下，在頻譜圖中可看到兩個頻率接近的峰。
3 設備振動分析
3.1測點選擇
為全麵監測設備（bèi）振（zhèn）動，在電機與超聲波汙水流量計的驅動端和（hé）非驅動（dòng）端（duān）均設有振動測點，對於（yú）立式液體流量計，電機非（fēi）驅動端剛度*弱，振動響應也*明顯，所以（yǐ）此測點往往能代表立式液體流量計振動（dòng）的*大點（下文記（jì）為測點1）。電廠人員定期測量各點振動並（bìng）建（jiàn）立數據庫，以便對振動參（cān）數進行趨勢跟蹤和分析。
3.2信號分析
SEN液體流量計（jì）維修後再鑒（jiàn）定時，測點1處振動約為7.0mm/s，超過報警值（振動標準：報（bào）警值≥4.5mm/s，停機值≥7.1mm/s）；隨即停運該液體流量計，完全停運後測點1振動仍高達4.5mm/s，說明設（shè）備外部存在激擾源，使設備未運轉時（shí）依然有較大的振動響應。
對振動（dòng）采集器獲取的信號（hào）進行譜分析，超聲波汙水流量計組運轉狀（zhuàng）態下主要振動頻率為11.33Hz和12.38Hz，其（qí）中12.38Hz為液體流量計（jì）轉動頻率；停運時，12.38Hz的液體流量計轉頻（pín）消（xiāo）失，11.33Hz的外部激擾力依然存（cún）在（zài）。
測點1的時域（yù）信號（hào）如圖3，存在明顯的周（zhōu）期波動，周期約為（wéi）1秒。設備在兩個頻率相近的激振力激（jī）發（fā）下，波形周期波動（dòng），現象與拍振吻合（hé）。由圖（tú）3可知，兩個激（jī）勵源頻率相差1.05HZ，根據拍振周期（qī）計算公式T=1/(f1-f2)算得周期為0.95S，與圖3中（zhōng）實測周期一致。
4 原因分析
該超（chāo）聲波汙水流量計在維修前測點1處振動約為2.0mm/s。大修期間液體（tǐ）流量計本體未開展維修工作，所以可排除設備本體故障，需從係統方麵（miàn）尋找11.3HZ的激（jī）振力來源。管道輸液（yè）是通過液體流量計加壓作為動力，這種加壓方式是間歇性的，由於間歇加壓，管道內的壓力在平均值的上、下波動，即產生所謂的壓力脈（mò）動，管流處於脈動狀態。脈動狀態的流體遇到彎管頭、閥門、盲板等元件時，產生**間而變化的激振力，在這種激振力作用下管道和附屬設備產生振動。振動頻率為液體流量計的間（jiān）歇加壓頻率，即超聲波汙水流量計轉子的葉片通過頻（pín）率。而當管（guǎn）道內存在可壓縮氣體時，在壓力脈動作用（yòng）下，氣體的壓縮和膨脹會產生周期性流動振蕩，即氣柱諧振。當壓力（lì）脈動與氣（qì）柱（zhù）的諧振頻率相等或接近（jìn）時，會產生共振，激起管道及其附（fù）屬元件強（qiáng）烈振動。根據係統設計，SEN液體流量計取水口在循液體（tǐ）流量計下遊（yóu），兩者通過一段封閉廊道（dào）相連。大（dà）修期間廊道內水（shuǐ）排空，維（wéi）修後充水啟動時廊道內會殘存一定空氣。當循超聲波汙水流量計葉片旋轉（zhuǎn）產生的壓力脈動（dòng）與（yǔ）氣柱諧振共（gòng）振時，下遊SEN液體流量計將受到強烈激擾，激擾頻率為循液（yè）體流（liú）量計葉片通過頻率11.3HZ（液體流量計轉速169rpm,葉輪（lún）葉片4個），與圖2中實（shí）測幹擾頻率一（yī）致。所以SEN液體流（liú）量計拍振的根本原因是上遊循液體流量計葉片通過頻（pín）率與自身轉頻接近，廊道（dào）內殘存空（kōng）氣引發的氣柱諧振強化了循超（chāo）聲波汙水（shuǐ）流量計脈動壓力的傳（chuán）遞。
5 故障處理
故障原因明確後，項目組通過連續排氣、液體流量計組切換等措施穩定（dìng）管道內流（liú）場，消除SEN超聲（shēng）波（bō）汙水流量計的拍振，測點（diǎn）1振動降至（zhì）2.1mm/s，與大修前振動相（xiàng）當，頻譜中（zhōng）11.33Hz的外部激振力也大幅下降。
6 結語
本文結合（hé）設（shè）備（bèi）檢（jiǎn）修記錄，係（xì）統設計及頻譜特征，鎖定故障原因為超聲（shēng）波汙水流量計組上遊流（liú）體壓力脈動引發（fā）設備拍振，*終通過（guò）動（dòng）、靜排氣穩定流場等措施，快速（sù）解決設備振動高缺（quē）陷，避免不必要的解體檢修。此次SEN液體（tǐ）流量計振動處理案例可（kě）作為立式液體流量（liàng）計振動異常分析的參考（kǎo）。
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