引風機振動原因及處理方法(劉巖)

1、引風機振動原因及處理方法劉巖中電投東北電力有限公司撫順熱電分公司摘要：隨著科技的進步，火力發(fā)電廠的單機裝機容量也越來越大，而引風機作為火力發(fā)電廠不可缺少的一部分，其運行狀況的好壞直接關(guān)系到火力發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。文章對造成火力發(fā)電廠引風機振動故障的原因及其基本特征進行了分析，介紹了如何運用這些振動故障的基本特征對引風機常見振動故障進行簡易診斷，判斷振動故障產(chǎn)生的根源。關(guān)鍵詞：引風機振動；故障分析；煙風道；機組振動引風機是鍋爐的主要輔機，也是關(guān)鍵設(shè)備之一。引風機運行情況的好壞直接關(guān)系到鍋爐的長周期運行，而引風機的振動則是影響其運行的主要因素，克服和解決引風機的振動問題，將有助于鍋爐的穩(wěn)定運行。在火

2、電廠的實際運行中，風機，特別是引風機由于運行條件較惡劣，故障率較高，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，引風機平均每年發(fā)生故障為2次，送風機平均每年發(fā)生故障為0.4次，從而導致機組非計劃停運或減負荷運行。引風機的振動是一類對生產(chǎn)和運行產(chǎn)生很大影響的故障。一方面振動故障的診斷比較復(fù)雜，處理時間也比較長；另一方面振動故障一旦發(fā)生并釀成事故，所造成的影響和后果是十分嚴重的。因此，迅速判斷風機運行中故障產(chǎn)生的原因，采取得力措施解決是發(fā)電廠連續(xù)安全運行的保障。隨著火力發(fā)電廠的不斷發(fā)展，對引風機性能要求也在提高，引風機設(shè)計和制造技術(shù)也在不斷提高，所以出現(xiàn)的振動故障也越來越復(fù)雜，這就要求我們利用先進的檢測、診斷儀器，采取科學有

3、效的技術(shù)方法分析造成引風機振動的原因，并制定行之有效的處理方法。1、振動原因分析根據(jù)風機的結(jié)構(gòu)和作業(yè)特點，從理論上建立風機振動原因分解圖，見圖1。廣跚鞠Tf耐朋（哦血尢葉輪變務(wù)<gfi>8onf時翩（刪也舲懿）外因ff鶴力弓I翔鳳林1.1葉輪不平衡引起的振動葉輪在使用中產(chǎn)生不平衡的原因可簡要分為兩種：葉輪的磨損和葉輪的結(jié)垢。造成這兩種情況和引風機前接的除塵裝置有關(guān)，這在平時的工作中深有體會，撫順熱電1#、2#鍋爐采用的電除塵為電袋復(fù)合除塵裝置，引起的葉輪不平衡的原因以磨損為主，而采用文丘里水膜除塵為濕法除塵裝置的引風機影響葉輪不平衡的原因多以結(jié)垢為主。1.1.1引風機葉輪磨損及處理

4、對策。干式除塵裝置雖然可以除掉煙氣中絕大部分顆粒的粉塵，但少量大顆粒和許多微小的粉塵顆粒隨同高溫、高速的煙氣一起通過引風機，使葉片遭受連續(xù)不斷地沖刷。長此以往，在葉片出口處形成刀刃狀磨損。由于這種磨損是不規(guī)則的，因此造成了葉輪的不平衡。此外，葉輪表面在高溫下很容易氧化，生成厚厚的氧化皮。這些氧化皮與葉輪表面的結(jié)合力并不是均勻的，某些氧化皮受振動或離心力的作用會自動脫落，這也是造成葉輪不平衡的一個原因。1.1.2引風機葉輪結(jié)垢及處理對策。經(jīng)濕法除塵裝置（文丘里水膜除塵器等）凈化過的煙氣濕度很大，未除凈的粉塵顆粒雖然很小，但粘度很大。當它們通過引風機時，在氣體渦流的作用下會被吸附在葉片非工作面上，

5、特別在非工作面的進口處與出口處形成比較嚴重的粉塵結(jié)垢，并且逐漸增厚。當部分灰垢在離心力和振動的共同作用下脫落時，葉輪的平衡遭到破壞，整個引風機都會產(chǎn)生振動。解決葉輪結(jié)垢的方法很多，其中有噴水除垢方法，將噴水系統(tǒng)裝在引風機的機殼上，利用沖灰水即可對葉輪除垢，但這種方法每次停機除垢的時間較長，且除垢頻繁，影響引風機的正常運行；高壓氣體除垢，該系統(tǒng)采用與噴水系統(tǒng)相似的結(jié)構(gòu)，這種裝置對葉片的除垢是快速有效的，它可以在引風機正常停機的間隙，開啟高壓氣源，僅用數(shù)十秒的時間即可完成除垢，由于操作簡單方便，一天可以進行許多次，不但解決了人工除垢費力、費時的問題，還明顯降低了整個機組的生產(chǎn)成本，但此方法需要有高

6、壓氣源。在實際工作中，我們總結(jié)經(jīng)驗，熟練地掌握了一套用三點法找動平衡的方法，為了能盡快的找到應(yīng)加配重的重量和位置，應(yīng)根據(jù)平時的數(shù)據(jù)多總結(jié)經(jīng)驗，依風機的振幅情況估計出試加重量。1.2 煙、風道系統(tǒng)振動導致引風機的振動這種振動是由于煙、風道系統(tǒng)中氣流的壓力脈動與擾動而引起的。煙、風道的振動通常會引起引風機的受迫振動。風箱、風道的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，煙道固定支架的開裂、滑動、卡澀，煙道密封破損等都是引起煙道振動的原因，從而導致引風機的受迫振動，這一點在日常工作中往往會被我們忽視。我們在實際工作中需總結(jié)經(jīng)驗，運行人員要勤巡查，密切注意引風機的運行參數(shù)是避免由煙、風道振動引起引風機振動行之有效的方法。1.3

7、 滾動軸承、聯(lián)軸器異常及動靜部分碰磨引起的振動主要包括：軸承裝配不良的振動；滾動軸承表面損壞的振動；聯(lián)軸器異常引起的振動；動靜部分之間碰磨引起的振動。受風機潤滑系統(tǒng)的油壓、油溫、潤滑油的純度、粘度等因素影響，造成傳動部件的磨損嚴重，配合精度變差引起風機振動。1.4 轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速引起的振動當轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速逐漸增加并接近風機轉(zhuǎn)子的固有振動頻率時，風機就會猛烈地振動起來，發(fā)生共振，轉(zhuǎn)速低于或高于這一轉(zhuǎn)速時，就能平穩(wěn)地工作，所以我們在工作中，特別是在引風機大小修后，要注意避免轉(zhuǎn)子的固有振動頻率與工作旋轉(zhuǎn)頻率相同或接近。運行操作人員啟動引風機和調(diào)整風量時操作不當，使風機被迫進入喘振區(qū)域工作狀態(tài)引起的振動也

8、是不容忽視的。15安裝精度低引起的振動由于維修工安裝風機精度不高，技術(shù)水平的限制，造成風機、電機、減速機軸線不對中、緊固件松動、軸承間隙大引起風機振動。2、引風機的振動分析工具2.1 系統(tǒng)定位本系統(tǒng)提供高質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動監(jiān)測功能，發(fā)揮以下重要作用：及早發(fā)現(xiàn)故障隱患，提高設(shè)備運行的安全可靠性。分析和評價設(shè)備狀態(tài)，為設(shè)備的管理和狀態(tài)維修提供決策依據(jù)。2.2 基本功能2.2.1 振動監(jiān)測及診斷系統(tǒng)功能。（1）時域分析：包括時域波形分析、軸心軌跡分析等；（2）通過FFT將時域信號變換到頻域信號，得到功率譜、幅值譜以及相位譜；（3）對機組升、降速瞬態(tài)的振動數(shù)據(jù)，除存儲振動向量外，還存儲振動動態(tài)波形數(shù)據(jù)

9、,能繪制波形圖、頻譜圖、軸心軌跡圖、三維頻譜圖、波特圖等；（4）能進行各種振動特征分析,如機組升、降速數(shù)據(jù)分析、日常運行數(shù)據(jù)分析等。2.2.2 監(jiān)測與診斷。本系統(tǒng)具有遠程監(jiān)測功能。有權(quán)限的用戶可以在電廠局域網(wǎng)內(nèi)，通過Web方式進入振動分析系統(tǒng)，分析設(shè)備振動情況。2.2.3 數(shù)據(jù)來源。將振動數(shù)據(jù)和啟停數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式寫成二進制文件，然后啟動數(shù)據(jù)導入程序?qū)⑵鋵氲秸駝臃治鱿到y(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。2.3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件統(tǒng)一管理引風機的振動分析功能，并預(yù)留其他設(shè)備的振動分析標準界面和數(shù)據(jù)導入功能。3、引風機振動處理大部分的引風機振動都是由葉輪不平衡造成的。葉輪在使用中產(chǎn)生不平衡的原因可簡要分為兩種：葉

10、輪的磨損與葉輪的結(jié)垢。造成這兩種情況與引風機前接的除塵裝置有關(guān)，干法除塵裝置引起葉輪不平衡的原因以磨損為主，而濕法除塵裝置影響葉輪不平衡的原因以結(jié)垢為主。由于引風機的振動對機器整體安全運行帶來較大影響，在對引風機進行實時監(jiān)測的同時，必要時進行現(xiàn)場動平衡處理。3.1.引風機葉輪磨損及處理對策干式除塵裝置雖然可以除掉煙氣中絕大部分顆粒的粉塵，但少量大顆粒和許多微小的粉塵顆粒隨同高溫、高速的煙氣一起通過引風機，使葉片遭受連續(xù)不斷地沖刷。長此以往，在葉片出口處形成刀刃狀磨損。由于這種磨損是不規(guī)則的，因此造成了葉輪的不平衡。此外，葉輪表面在高溫下很容易氧化，生成厚厚的氧化皮。這些氧化皮與葉輪表面的結(jié)合力

11、并不是均勻的，某些氧化皮受振動或離心力的作用會自動脫落，這也是造成葉輪不平衡的一個原因。解決葉輪磨損的方法對干式除塵引起的葉輪磨損，除提高除塵器的除塵效果之外，最有效的方法是提高葉輪的抗磨損能力。目前，這方面比較成熟的方法是熱噴涂技術(shù)，即用特殊的手段將耐磨、耐高溫的金屬或陶瓷等材料變成高溫、高速的粒子流，噴涂到葉輪的葉片表面，形成一層比葉輪本身材料耐磨、耐高溫和抗氧化性能高得多的超強外衣。這樣不僅可減輕磨損造成葉輪動平衡的破壞，還可減輕氧化層產(chǎn)生造成的不平衡問題。3.2引風機葉輪結(jié)垢及處理對策經(jīng)濕法除塵裝置（文丘里水膜除塵器）凈化過的煙氣濕度很大，未除凈的粉塵顆粒雖然很小，但粘度很大。當它們通

12、過引風機時，在氣體渦流的作用下會被吸附在葉片非工作面上，特別在非工作面的進口處與出口處形成比較嚴重的粉塵結(jié)垢，并且逐漸增厚。當部分灰垢在離心力和振動的共同作用下脫落時，葉輪的平衡遭到破壞，整個引風機都會產(chǎn)生振動。除此之外，我們所用煤的灰分和水分較高，還有排煙溫度太低了，可能有結(jié)露現(xiàn)象，也是產(chǎn)生結(jié)垢的原因，我們不能忽視。解決葉輪結(jié)垢的方法很多，其中有噴水除垢方法，將噴水系統(tǒng)裝在引風機的機殼上，利用沖灰水即可對葉輪除垢，但這種方法每次停機除垢的時間較長，且除垢頻繁，影響引風機的正常運行；高壓氣體除垢，該系統(tǒng)采用與噴水系統(tǒng)相似的結(jié)構(gòu)，這種裝置對葉片的除垢是快速有效的，它可以在引風機正常停機的間隙，開

13、啟高壓氣源，僅用數(shù)十秒的時間即可完成除垢，由于操作簡單方便，一天可以進行許多次，不但解決了人工除垢費力、費時的問題，還明顯降低了整個機組的生產(chǎn)成本，但此方法需要有高壓氣源；氣流連續(xù)吹掃除垢，從結(jié)構(gòu)上講，連續(xù)吹掃裝置不需要外部氣源，它利用引風機本身的排氣壓力，將少量的煙氣(額定風量的1%2%)從引風機的內(nèi)部引向?qū)Ｓ脟娮?，噴嘴位于葉輪的進口，以很高的速度將煙氣咳射到葉片的非工作表面，這種吹掃是連續(xù)地，它隨著引風機的開啟而開始，不但將剛剛粘到葉片上的粉塵吹掉，還可防止粉塵沉積加厚，且無需停機除垢。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、對引風機改動量很小，防結(jié)垢效果很好，是一種很有發(fā)展的新技術(shù)。隨著火力發(fā)電廠的不斷發(fā)展，對

14、引風機性能要求也在提高，引風機設(shè)計和制造技術(shù)也在不斷提高，所以出現(xiàn)的振動故障也越來越復(fù)雜，這就要求我們利用先進的檢測、診斷儀器，采取科學有效的技術(shù)方法分析造成機組振動的原因，并制定行之有效的處理方法。4、國外研究開發(fā)水平和發(fā)展趨勢1982年，A.B.Pallozzol和Gunter提出了用計算方法求轉(zhuǎn)子不平衡量的分布及大小，根據(jù)模態(tài)質(zhì)量、振型及振型圓特征來識別不平衡量。同年德國的P.Grieka也提出一種無需試運行的模態(tài)平衡法，與前者相似，需要先算出轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的模態(tài)質(zhì)量及振型，但實際上由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜，支承特性難以識別準確，影響了模態(tài)質(zhì)量及振型的計算精確度，因而，以上方法僅屬于理論探討，無

15、法實際應(yīng)用。隨后十余年來，相繼有一些學者進行了更深入的研究，但實質(zhì)上也只是對最初方法的修正。5、國內(nèi)常用動平衡方法簡介國內(nèi)對動平衡問題已做過許多研究，形成了一些理論上較為成熟的方法，如影響系數(shù)法和振型分離法。但在實際應(yīng)用時會出現(xiàn)許多問題，如測算的影響系數(shù)可信度低、多階振動模態(tài)相互耦合等。現(xiàn)場工程師們進行實際平衡時，一般先按某種方法平衡一次，如果發(fā)現(xiàn)振動仍未達到要求，則根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整平衡重量。這一方面使得平衡結(jié)果很大程度上受制于個人經(jīng)驗，另一方面也使得這種調(diào)整帶有一定的盲目性，結(jié)果是增加了平衡過程中的啟停次數(shù)。6、結(jié)語火力發(fā)電廠引風機的振動問題是很復(fù)雜的，但只要掌握各種振動的原因和基本特征，加上在平時工作中多積累經(jīng)驗，就能迅速和準確地判斷引風機振動故障的根源所在，進而采取有效的措施，提高引風機在火力發(fā)電中的安全可靠性。參考文獻1 劉潤來，郭林虎，等鍋爐設(shè)備檢修M.北京：中國電力出版社，2005.2 黃濤勛，等高級鉗工技術(shù)M.北京：機械工業(yè)出版社，1994.3 金清肅，郭聚東，馬治平大型引風機葉輪的動平衡問題及對策J.風機技術(shù)，2003(2