轴流式风机的振动原因及处理

轴流式风机的振动原因及处理

魏守全

同煤大唐塔山第二发电有限责任公司山西省大同市037003

摘要：通过对轴流风机振动过大原因的分析，提出有效的解决措施，并在以后的生产中重点观察，解决了生产中存在的设备隐患。

关键词：通风机；振动；措施

一、轴流风机的概况及现状

1.l概况

1.1.1风机的结构特点

轴流风机机组由电机、联轴器、传动轴、齿轮箱、叶轮及油系统组成。叶轮由8片角度可调的叶片组成，可以适应不同的风量要求；联轴器由两个半联轴节、传动轴、橡胶接头组成，具有良好的抗振动与传递扭矩的能力；齿轮箱内有一对螺旋锥齿轮和一对圆柱齿轮，可以完成转向和减速任务。由于该机工作环境恶劣，负荷量大，动平衡要求高而传动轴又长达3.6m，因此该风机对中要求高、难度大。

1.2轴流风机的现状

自投运以来，轴流风机运行平稳，但由于操作、检修等方面的原因，2006年陆续出现了机械密封漏油、齿轮箱油温高报警及振动值大等故障。经过认真检修，轴流风机机封漏油和油温高报警问题得以顺利解决，但振动时大时小问题一直得不到根治。

二、火电厂轴流式风机振动原因探析

轴流式风机在火电厂生产运行中发挥着十分重要的作用，但是受到多方面因素的影响，可能会出现风机振动问题，其主要表现在以下几个方面。

2.1质量不平衡引起振动

在引风机转动的过程中，转子由于机器存在的不平衡质量，导致转子的重心有所偏离，从而导致转子产生不平衡的离心力，发生横向转动的振动，并且通过轴承传播，引起整个机器在工作过程中产生振动的问题，并带有噪声。其质量不平衡的原因主要有以下几个方面：第一，其叶片的磨损或者由于腐蚀导致质量不均匀；第二，由于积压灰尘，或者表面的防磨材料导致叶片质量不平衡；第三，工作过程中产生的高温，导致轴弯曲；第四，叶片薄弱，工作负荷大，导致叶片叶轮开裂或局部变形；第五，叶轮上的零件没有固定，局部松动，或者连接处不紧固，导致出现质量不平衡问题。

2.2膜片联轴器中心有误

在所用的轴流式引风机中，所采用的是加长轴的弹性膜片联轴器，联轴器的中间轴较长，相对于其他膜片没有这种联轴器可以在吸振时不需维护，其具有误差补偿的优点。引风机和电机的膜片联轴器不同心，由于其技术要求不到位，导致风机和电机轴在校正时，没有考虑到运行过程中由于工作的高温以及位移的补偿量导致的机壳变形影响，从而引发在工作中振动的问题。

2.3轴承座刚度较低引起的振动

在目前使用的轴流式引风机中，主要使用到双极动调风机，这种机器的驱动端没有轴承座，而是通过在叶轮之间设一个整体的轴承座，虽然这种方法有利于安装和后期的维修，但是，却导致轴承座刚度较低，出现基础灌浆不良的情况。轴承座与机壳导流筒连接螺栓断裂或松动，机壳地脚螺栓松动，机壳导流筒支撑轴承座法兰变形，把加速度传感器放在轴承座上，即可监测到高频冲击振动信号。

2.4引风机轴承损坏引起的振动

由于在初期，为了节省采购成本，从而在设备的安装过程中，应用质量差的滚动轴承，后期引发一系列由于润滑不良、异物进入而导致的磨损、锈蚀等问题的出现，在对机器造成损坏后，其滚珠互相撞击从而产生高频率的冲击振动信号，而后传导给轴承座，从而引发振动问题。

三、风机的振动分析方法

（1）系统定位功能，系统定位功能是通过旋转振动实时监测设备来完成故障的查找，安全性分析以及振动的处理。其具体功能包括系统振动诊断、远程监测、振动来源分析和振动处理。系统要具有振动监测和系统诊断功能，利用这一功能可以进行时域的波形分析、轴心轨迹分析。然后借助FFT实现时域信号频域的转换，从而得到功率谱幅值谱和相位谱。此定位系统的优势在于能够分析瞬间的振动数据，从而查找出振动原因。同时，能够根据振动数据的分析自动回执轴心轨迹图、动态波形图等多种振动原因波形图，方便对于机组运行状态的分析，了解振动产生的原因和提供处理方案。

（2）风机监测系统的结构和功能，风机振动监测系统的设计是为了及时发现已出现的振动。系统中具有风机振动分析功能，分析界面以及其他数据导入功能，是通过构建电厂局域网而实现运行状态。在网页下进入振动分析系统界面，可实现对叶轮的污垢、运行监测。启停数据和振动输入可以根据提供的格式写成二进制文件，存储于数据库中，一旦出现振动，就会给出提示。

四、风机振动处理

基于风机防振动的重要性，有必要对其针对处理方法进行分析。在电厂设备运行过程中，应建立实时监测系统，对其进行监控和处理。

（1）风机振动处理国外发展现状，在风机的振动原因中，转子的不平衡影响因素是可控因素，但具有一定的技术难度。从1982年开始，德国、美国等科学家研究了转子的转动频率，利用计算的方法求出转子不平衡的分布以及数值，这样在设计阶段就可以避免其振动频率与风机同频。但由于转子结构复杂，在计算过程中存在诸多影响因素，即使是经过周密计算的转子，也要在运行过程中实施监测，一旦出现与风机振动频率相同或者接近的现象，要及时处理，严重的要停机处理。

（2）国内常用动平衡方法简述，在我国，解决的办法通常为动平衡处理，这一方法的使用上处于理论与实际结合的阶段，我们对其进行简单分析。目前，主要应用的方法有振动分离法和影响系数法，但在技术上和计算方法上均存在一定的差异性，测试结果的可信度不高。测试过程一般是按某种技术要求平衡一次，未达到要求则需要再次平衡处理。动平衡法的合理应用还需要技术的革新以及操作人员丰富的经验，以免不能查出振动的原因反而造成设备多次启停，影响了设备的寿命。

五、风机状态监测与故障诊断技术的发展趋势

（1）整体系统，已从单纯监测分析诊断向主动控制的方向发展。整个系统向着可靠性、智能化、开放性以及与设备融合为一体的方向发展，例如，利用可控电磁阻尼器和参数可控挤压油膜阻尼器来在线消除机组失稳故障，采用在转子上安装平衡头的方法来解决机组不平衡故障，使用高精度的中心标高测试仪以及可控支座调节器来处理不对中故障等。

（2）采集器，向着高精度、高速度、高集成以及多通道方向发展，精度从8位到12位甚至16位；采集速度从几赫发展到可达到几万赫；采集方式从等时采样到等角度同步整周期采样方向发展，这样可以提供包括相位在内的多种信息：采集的数据从只有稳态数据发展到包括瞬态数据在内的多种数据。

（3）数据传输，从计算机的串行口和并行口通讯向着网络通讯（波特率可达1O兆、100兆、甚至几百兆）的方向发展。

（4）监测系统，向对用户更友好的方向发展，显示直观化，操作方便化，采用计算机技术的最新成果，使用多媒体技术，大屏幕立体动态图像显示。

（5）诊断系统，向智能化诊断多种故障的方向发展，由在线采集、离线诊断向在线采集、实时诊断方向发展，提高诊断准确率。

（6）数据存储，向大容量方向发展，存储方式向通用大型数据库方向发展。

六、结语

风机振动故障的分析与诊断是一项实践性很强的技术，如果不采用专用检测设备很难查找原因。为了更好地适应社会发展，促进我国电力行业的发展，我国必须在双极动调风机这一问题上采取针对性的解决措施，在出现的振动问题上采取相应的解决措施。对于今后的发展方向，火电厂自动化技术的应用应该是未来的发展规划，积极引入双极动调风机的使用，摒弃以往的旧设备。企业以及科研小组在今后应当加大对火电厂自动化技术的研发，以适应目前发展的现状，从而为火电厂的长远发展奠定基础。

参考文献：

[1]陈艳.对火电厂电气自动化技术及未来发展趋势进行探讨[J].大科技，2017（2）.

[2]王志刚，李乔乔，关云龙，等.轴流式双极可调动叶一次风机振动分析及处理[J].黑龙江科技信息，2015（22）：142-143.

[3]陈佳献.电厂双级轴流式引风机振动原因分析[J].低碳世界，2015（25）：25-26.