多级离心压缩机满负荷试验中的流体激振问题
摘 要
摘要
出厂测试配置
次同步振动(SSV)特征
随着排放压力的增加观察到 SSV。
几个频率占主导地位。
某些频率随着排放压力的变化而变化。
根本原因
典型频率不是系统固有频率(70Hz)并且 log dec 足够大(大约= 0.7,)——实际不排除某原因激起转子共振,因为65Hz
注:评估系统稳定性的指标叫对数递减率log dec,是波形前一个峰的振幅与后一个峰的振幅的比值的自然对数。如果系统稳定,log dec>0,否则<0.
旋转失速?——流动角符合 Senoo 标准。下图表明机组以合理的余量满足 Senoo 标准
管道系统?——弯管和/或阀门有时会产生强烈的涡流,这可能会激发转子。
注:采集压力波形并做FFT!压力脉动测量,观察到压力脉动,主导为0.052MPa,65Hz。与振动谱中65Hz一致。
由于车间空间有限,车间管道布置复杂,弯头、阀门、孔口之间的距离很近。可在车间管道系统中产生激振力。主阀与孔口调换位置进行测试。
交换后的 SSV,大幅降低 SSV 振动幅度。因此,激振力产生于车间管道系统,而不是压缩机。FAT 成功完成!
非定常 CFD 分析验证
非定常 CFD 分析验证
1 推测的根本原因
✓ 压缩机下游产生压力波动。
✓ 它传播到压缩机排气,并导致转子振动。
2. 验证程序
✓ 对 1) 管道和 2) 压缩机进行单独的 CFD。
✓ 确认 1) 管道系统产生激振力 2) 压缩机可以被管道系统产生的
力激振
管道CFD分析结果
管道系统CFD总结 :
根据非定常CFD分析,通过调换主阀和孔板,可以改善静压波动水平。
CFD 结果显示;观察到 10、25、40 Hz 的压力波动。这些波动可以减少 30% - 50%。
CFD 定性地说明了实际现象。CFD 和测量之间的压力波动幅度不同。这是因为压缩机排气给了恒定压力作为边界条件。
压缩机排气CFD分析模型
[Case-1] 压缩机 Pd = 6.7 Mpa(恒定)
[Case-2] 基于压力脉动测量,压缩机 Pd 随流量波动。
压缩机CFD分析结果:
激振力和合成振动幅值
在第 8 个叶轮上由 Fr 以 60Hz 激发,
计算激励,其合成振动幅度为 7.3um (p-p),与实际 SSV 幅度相似。
总 结
总结
根据 CFD,如果压缩机排气压力因车间管道的外力而波动,作用在转子上的力会增加。
Case 2 分析表明观察到不同的频率,例如 110Hz,即使压缩机排气仅在 65Hz 波动。
振动幅值由第 8 级叶轮 65Hz 的激振力计算得出,在探头位置产生 7.3μm,与实际水平(6.5μm)非常相似。
教 训
教训
在高压试验条件下,即使是车间下游管道系统也可能产生激振力,从而导致压缩机转子振动。
应充分考虑车间管道系统
文章来源:VIBOSS振呼