核電廠燃料廠房送風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)問題的分析與處理

湯利專 劉曉龍 吳明星

（海南核電有限公司，海南 昌江 572700）

1 核電廠燃料廠房送風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)問題的分析

1.1 風(fēng)機(jī)內(nèi)部裝置振動

送風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)中除了風(fēng)機(jī)軸承、葉輪等核心部件以外，還設(shè)有過濾器、冷卻器、加熱器這幾種裝置，用于調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行條件，以保持風(fēng)機(jī)穩(wěn)定作業(yè)。但在這些裝置的運(yùn)行中，可能會出現(xiàn)堵塞問題，導(dǎo)致風(fēng)量不均勻、氣流不穩(wěn)定，由此形成氣流撞擊，使送風(fēng)機(jī)產(chǎn)生極大的振動噪聲，出現(xiàn)振動超標(biāo)問題。

1.2 風(fēng)機(jī)管道振動

在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，回路風(fēng)閥開度不足、出口逆止閥擺動過大、閥門卡澀等因素均會導(dǎo)致風(fēng)量不穩(wěn)定，使風(fēng)機(jī)管道內(nèi)部出現(xiàn)氣流沖撞，提高管道振動頻率，由此形成風(fēng)機(jī)管道振動超標(biāo)問題，影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)作。

1.3 風(fēng)機(jī)振動不斷升高

送風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中本身就會產(chǎn)生振動，但為了減少振動磨損以及振動噪聲，人們通常會在送風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)中設(shè)置一些減振器。一般來說，需要根據(jù)風(fēng)機(jī)的規(guī)模，來設(shè)定減振器的數(shù)量，但如果出現(xiàn)減振器用量太少的情況，就會導(dǎo)致減振器個體承受的負(fù)荷過大，不僅會使其運(yùn)行效果難以達(dá)到預(yù)期，還會加速老化，使風(fēng)機(jī)的振動問題不斷加劇，最終出現(xiàn)振動超標(biāo)情況。

1.4 風(fēng)機(jī)葉輪振動

通常來說，送風(fēng)機(jī)在經(jīng)過一段時間的使用后，其葉輪就會出現(xiàn)變形、磨損、腐蝕等問題，破壞其動平衡，使其在運(yùn)行時發(fā)出振動噪聲，導(dǎo)致振動超標(biāo)問題。此外，葉輪積灰、零件松動，也會影響其動平衡，引發(fā)振動超標(biāo)問題。

1.5 風(fēng)機(jī)地基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)振動

在通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，送風(fēng)機(jī)通常會被固定在一個地基上，以保持其穩(wěn)定作業(yè)。但事實(shí)上，可能會出現(xiàn)地基平整度不足的情況，使風(fēng)機(jī)在作業(yè)過程中，由于內(nèi)外應(yīng)力的作用，呈現(xiàn)出振動狀態(tài)，導(dǎo)致軸承座、電機(jī)軸承損壞，由此產(chǎn)生更大的作業(yè)振動。此外，地基年久失修，地腳螺絲松動，也會使其運(yùn)行不穩(wěn)，出現(xiàn)振動，最終出現(xiàn)振動超標(biāo)問題。

1.6 震動超標(biāo)問題檢測不及時

部分震動超標(biāo)問題，在表觀上并不明顯，很容易被工作者忽略。尤其是在定位的檢修中，如果僅靠表觀檢測，或簡單測量，就經(jīng)常會出現(xiàn)超標(biāo)問題，發(fā)現(xiàn)不及時的情況，由于振動問題引發(fā)其他故障，不利于送風(fēng)機(jī)穩(wěn)定地運(yùn)行。

2 核電廠燃料廠房送風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)問題處理

2.1 采取有效的堵塞疏通技術(shù)措施

針對該文提到的裝置堵塞振動問題，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)裝置運(yùn)行管理，并做好冷卻器、加熱器、過濾器的清洗、疏通管理，有必要時，還要更換堵塞裝置，以保持送風(fēng)機(jī)的良好作業(yè)狀態(tài)，消除振動超標(biāo)問題。其中，對于加熱器來說，該裝置經(jīng)過一段時間的使用后，其內(nèi)部很容易出現(xiàn)積灰現(xiàn)象，工作者應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行該裝置的表面清潔，并用銅刷洗去翅片上的污物，然后使用水槍噴洗加熱盤，再仔細(xì)檢查翅片情況，是否存在損壞、變形等問題，若翅片已經(jīng)損壞，則要及時加以更換。應(yīng)當(dāng)注意冷卻器內(nèi)部結(jié)垢的問題，并定期對過濾器進(jìn)行沖刷，預(yù)防結(jié)垢堵塞問題，消除由此產(chǎn)生的超標(biāo)振動。但在過濾器堵塞時，就說明過濾器已經(jīng)達(dá)到了使用壽命，需要立即更換。一般來說，每個送風(fēng)機(jī)均配置2 個過濾器，即高效過濾器和預(yù)過濾器，工作人員可以通過實(shí)時關(guān)注設(shè)備壓差，來判斷過濾器是否已經(jīng)堵塞。通常來說，當(dāng)壓差＞500Pa，就說明過濾裝置存在堵塞問題，需要立刻進(jìn)行更換。此外，還要合理選用清潔工具，進(jìn)行堵塞疏通，以消除該項(xiàng)振動問題。一般來說，常用的清潔工具如表1。應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

表1 堵塞疏通工具表

2.2 運(yùn)用管道運(yùn)行管理技術(shù)

根據(jù)上文論述，管道振動的原因比較多，包括閥門開度過小、閥門卡澀等因素，但從總體上來看，這些因素都是由于管道構(gòu)件損壞、調(diào)節(jié)不當(dāng)造成的，因此，當(dāng)超標(biāo)振動問題源于管道振動時，則應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注管道運(yùn)行管理，并根據(jù)現(xiàn)行的管道運(yùn)行管理技術(shù)規(guī)程，全面檢查管道構(gòu)件情況，尤其是閥門構(gòu)件，由此及時發(fā)現(xiàn)、處理構(gòu)件破損、調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)膯栴}。在該過程中，由于工作者通常不能根據(jù)當(dāng)前的管道振動整體現(xiàn)狀，精準(zhǔn)判斷問題構(gòu)件所在位置，因此，必須通過巡檢的方式，全面檢查管道內(nèi)各個構(gòu)件，以找出振動所在位置，并進(jìn)行修復(fù)。但應(yīng)當(dāng)注意，為了及時發(fā)現(xiàn)、解決問題，以免振動超標(biāo)問題惡化，應(yīng)當(dāng)將管道巡檢納入定期檢修工作范圍內(nèi)。此外，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們也可以考慮在管道中安裝振動探頭，由此收集管道振動信息，然后通過分析該信息，來迅速定位問題所在位置，以更好地解決振動超標(biāo)問題，提高管理運(yùn)行效果。其中，振動探頭的技術(shù)原理是探頭會將感應(yīng)到的振動參量轉(zhuǎn)化為電信號，然后將該電信號傳遞給中央控制系統(tǒng)，系統(tǒng)再將電信號轉(zhuǎn)化為參量，最后將所收到的參量與正常參量做對比，來判斷管道是否存在振動超標(biāo)問題，同時，還可以根據(jù)傳輸該參量的探頭所在位置，明確振動超標(biāo)區(qū)域，方便工作者及時前往維修排故，消除振動超標(biāo)問題。在該過程中，振動探頭的振動參量測量原理如圖1所示。

圖1 振動探頭測量技術(shù)原理圖

2.3 優(yōu)化減振技術(shù)應(yīng)用效果

一般來說，風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的減振技術(shù)主要應(yīng)用減振器來完成。在該背景下，因減振器因素造成的振動超標(biāo)問題，需要通過增設(shè)減振器來解決。但為了預(yù)防該情況，則要在前期建設(shè)過程中，做好減振裝配管理，并根據(jù)風(fēng)機(jī)規(guī)模，遵循現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)地設(shè)置減振器數(shù)量，確保減振器的作用效果能夠達(dá)到預(yù)期。目前常用的減振器的減振技術(shù)原理如下：如圖2 所示，借助減振器結(jié)構(gòu)中的上下鋼板，會將振動作用力傳遞給多組彈簧，利用彈簧的阻尼作用，消解振動作用力，避免振動作用力對風(fēng)機(jī)其他位置的運(yùn)作產(chǎn)生影響，由此達(dá)到減振的效果。

圖2 風(fēng)機(jī)減振器減振技術(shù)原理圖

因此，必須將減振器設(shè)置在風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)中振動較大位置，從而削減振動作用力，充分發(fā)揮減振器的能效。在管理中，還要做好試運(yùn)行工作，并借此測量減振器安裝數(shù)量是否能夠滿足需求，以提高減振器數(shù)量的合理性。但如果已經(jīng)出現(xiàn)了因減振器數(shù)量不足而形成的振動超標(biāo)問題，就要注意做好減振器的增設(shè)配置管理，并結(jié)合實(shí)際情況，合理設(shè)置減振器增設(shè)數(shù)量。但在增設(shè)過程中，應(yīng)盡量選用減振性能較好的低頻橡膠減振器，該類減振器的受力面積更大，可以優(yōu)化風(fēng)機(jī)底座的平衡性能，有效解決風(fēng)機(jī)振動問題，提高對送風(fēng)機(jī)的減振處理效果。此外，在減振器安裝配置中，也要注意合理控制其安裝高度，使其能夠更加精準(zhǔn)地作用在振動較大的位置，提高減振器的增設(shè)、裝配效果，有效解決因減振器問題而形成的振動超標(biāo)情況[1]。

2.4 改善葉輪運(yùn)行管理技術(shù)實(shí)施

葉輪運(yùn)行管理技術(shù)應(yīng)用的主要目的是保障葉輪的動平衡，如果該技術(shù)的實(shí)施效果不佳，就會導(dǎo)致動平衡被破壞，造成震動超標(biāo)問題。在該過程中，當(dāng)葉輪處于動平衡狀態(tài)時，其運(yùn)作期間產(chǎn)生的作用力會相互抵消，而葉輪變形、質(zhì)量改變（如附著灰塵導(dǎo)致的質(zhì)量增加），會導(dǎo)致在各個葉輪運(yùn)作所產(chǎn)生的作用力，無法在內(nèi)部相互抵消，導(dǎo)致葉輪結(jié)構(gòu)向外施加作用力，形成振動。

而總體來說，常見的風(fēng)機(jī)葉輪動平衡問題，主要源于自然損耗，如腐蝕、磨損、清潔不及時、零件松動這幾種原因。因此，在振動超標(biāo)治理上，需要從上述三項(xiàng)原因入手，采取相應(yīng)的風(fēng)機(jī)葉輪運(yùn)行管理措施，來控制振動超標(biāo)的葉輪動平衡因素。在運(yùn)行管理中，針對自然損耗原因，需要定期檢查葉輪損耗情況，并加以記錄，以便于在該葉輪性能無法滿足使用需求時，及時進(jìn)行更換，由此避免因葉輪自然損耗造成的振動超標(biāo)問題。對于清潔不及時因素，則應(yīng)制定1 個配套的運(yùn)維制度條款，要求運(yùn)維人員定期清潔風(fēng)機(jī)葉輪，由此將其上附著的污物清洗干凈，防止積灰、結(jié)垢現(xiàn)象，破壞葉輪的動平衡。

對于零件松動原因，考慮到葉輪連接件比較容易松動，因此，在檢修過程中，要注意對該類零件進(jìn)行緊固處理，提高其可靠性，預(yù)防該原因?qū)е碌恼駝映瑯?biāo)。但應(yīng)當(dāng)注意，上述操作均應(yīng)在尚未出現(xiàn)振動超標(biāo)問題之前就開始進(jìn)行，如果已經(jīng)出現(xiàn)了振動超標(biāo)問題，就應(yīng)依次對葉輪的自然損耗情況、潔凈情況、零件緊固情況進(jìn)行檢查，找出振動問題來源，并采取針對性的解決措施，以順利解決振動超標(biāo)問題，提升送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行水平[2]。

2.5 重視風(fēng)機(jī)地基穩(wěn)固情況管理

一般來說，如果送風(fēng)機(jī)地基不穩(wěn)，其軸承結(jié)構(gòu)就會開始振動，隨著溫度升高，在處理振動超標(biāo)時，可以考慮在風(fēng)機(jī)的軸承結(jié)構(gòu)處設(shè)置溫度、振動值監(jiān)測裝置，由此可通過查看監(jiān)測值，快速確定振動超標(biāo)問題是否源于風(fēng)機(jī)地基不穩(wěn)因素，以便于及時采取相應(yīng)的地基穩(wěn)固情況管理措施。而在地基管理中，需要先查看地基的地腳螺栓狀態(tài)，如果螺栓處于松動狀態(tài)，就應(yīng)立刻將螺絲進(jìn)行緊固處理，有必要時還要更換新的螺栓零件。

此后，還要繼續(xù)觀察振動值、溫升值，若2 個值并未恢復(fù)正常，則說明地基的平整度不足，需要對此加以修復(fù)，消除地基缺陷，保證風(fēng)機(jī)穩(wěn)定地運(yùn)行。但在該過程中應(yīng)當(dāng)注意，由于在地基不穩(wěn)的情況下，風(fēng)機(jī)的振動可能會造成部分零件松動、脫落等問題，因此在修復(fù)地基之后，還要對風(fēng)機(jī)的各個零件情況進(jìn)行檢查，并將脫落的零件安裝好，緊固松動的零件，以免在地基修復(fù)完畢后，振動超標(biāo)的情況依然存在，保證振動超標(biāo)問題處理效果。

2.6 增加后續(xù)維護(hù)工作的力度

在送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行中，風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)問題在很大程度上源于運(yùn)維工作不到位，因此，為了有效處理振動超標(biāo)問題，在做好上述問題處理工作的同時，也要增加后續(xù)維護(hù)工作的力度，更加徹底地解決振動超標(biāo)問題，提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行水平。在該過程中，需要針對常見的振動超標(biāo)影響因素設(shè)置1 個標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)維工作流程，使工作者可以通過完成該運(yùn)維操作流程，來有效排除振動超標(biāo)問題隱患，提高此項(xiàng)問題的預(yù)防、處理效果，同時，為了使工作者操作規(guī)范，保證達(dá)到預(yù)期的工作效果，還要制定一個配套的工作制度，借此明確、具體地提出各項(xiàng)運(yùn)維操作執(zhí)行要求，由此加大運(yùn)維工作執(zhí)行力度。此外，也要做好運(yùn)維人員的培訓(xùn)工作，將上述工作制度、流程，以及操作重點(diǎn)，灌輸給運(yùn)維人員，優(yōu)化其業(yè)務(wù)能力，高效、準(zhǔn)確地處理振動超標(biāo)問題，提升運(yùn)維工作水平[3]。

2.7 檢查振動情況

除了上述措施以外，在送風(fēng)機(jī)運(yùn)維中，也要定期測定送風(fēng)機(jī)的振動情況，并對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由此判斷是否存在振動超標(biāo)問題，以及振動超標(biāo)原因，然后即可及時加以處理，保證振動問題處理工作的準(zhǔn)確性。

3 核電廠燃料廠房送風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)處理案例

以某核電廠燃料廠房送風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)處理為例，為了避免振動超標(biāo)造成較大的影響，工作人員會定期對風(fēng)機(jī)進(jìn)行振動情況檢查，而考慮到風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人工檢查難度大，工作人員采用了數(shù)據(jù)測定的方式，并通過測定、分析送風(fēng)機(jī)的振動參數(shù)，來判斷是否存在振動超標(biāo)問題，以及具體的超標(biāo)問題類型，最后，基于此，采取相應(yīng)的解決措施，完成振動超標(biāo)處理。在該過程中，工作者現(xiàn)場搭建Bente-ly2018 振動測試系統(tǒng)，來獲取準(zhǔn)確的測試信息，然后根據(jù)現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)程，在風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)中設(shè)置了1、2 兩個測點(diǎn)，測得振動信息，見表2。

表2 振動信息表

由此可見，隨著轉(zhuǎn)速升高，振動幅值已經(jīng)達(dá)到了200μm，這種振動水平直接會影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)作，由此可以判定，該風(fēng)機(jī)存在振動超標(biāo)問題，因此，為了解決該項(xiàng)振動問題，工作者根據(jù)上述振動問題排查思路，對設(shè)備進(jìn)行了全面檢查，發(fā)現(xiàn)減震器存在問題，并進(jìn)行了更換。更換后雖然振動有所緩解，但依然存在明顯的振動問題。為此，工作者又調(diào)取了系統(tǒng)中的振動頻譜表，如表3。

表3 振動頻譜表

由此可見，風(fēng)機(jī)的動平衡存在問題。針對該問題，工作者再次進(jìn)行維修調(diào)整，并在調(diào)整之后，運(yùn)用Bente-ly2018振動測試系統(tǒng)進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，由此實(shí)現(xiàn)了通過振動情況檢查，來完成振動故障排除的運(yùn)維工作。在上述操作中，工作人員通過檢查振動情況，分析出了具體的振動問題，并針對該振動問題，采取了相應(yīng)的措施，由此順利解決了振動問題。但在該過程中應(yīng)當(dāng)注意，需要根據(jù)各類振動問題的原因，仔細(xì)對比分析數(shù)據(jù)結(jié)果，才能更加準(zhǔn)確地得出相應(yīng)結(jié)果。

此外，在運(yùn)維工作中，工作者必須做好各項(xiàng)振動參數(shù)檢測操作，并嚴(yán)格按照現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行相應(yīng)操作，保證操作的準(zhǔn)確性，提高測得數(shù)據(jù)的可靠性。但各項(xiàng)數(shù)據(jù)測定操作對于工作者專業(yè)水平的要求也比較高，因此，需要運(yùn)維部門加強(qiáng)對工作人員的培訓(xùn)力度，并注重振動參數(shù)測定實(shí)操方面的培訓(xùn)，同時也要確立一套完善的操作標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，健全配套工作制度，由此指導(dǎo)、規(guī)范工作者，準(zhǔn)確完成各項(xiàng)測量操作工作，防止因錯誤、失誤操作造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題，影響振動問題判斷的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

綜上所述，有效控制送風(fēng)機(jī)振動，可以為燃料廠的生產(chǎn)作業(yè)創(chuàng)造一個良好的條件。在核電廠燃料廠作業(yè)中，借助科學(xué)的送風(fēng)機(jī)振動超標(biāo)問題處理方案，能夠優(yōu)化風(fēng)機(jī)的使用性能、降低故障發(fā)生概率、減少生產(chǎn)作業(yè)噪音，從而獲得更好的燃料廠生產(chǎn)作業(yè)效果。