引风机振动故障诊断及分析

张志超

摘要：引风机广泛运用于锅炉、工业炉窑的通风和引风，工厂、矿井、隧道的通风、排尘等许多场合，保证引风机的正常工作非常重要，而引风机最常见的故障是振动超标。引风机在发生振动故障后，会造成整个风道系统或是引风机机壳的损坏，电机或是轴承因为过流烧毁等等，针对这些恶性后果，必须加强引风机振动故障的诊断分析，并根据分析结果制定相对应的行之有效的解决措施。

关键词：引风机；振动故障；诊断

1振动现象

某厂配备的引风机在使用中出现了显著振动问题，几乎每次启动，引风机非驱动端水平方向振动都可能增大，以至于长期无法投入正常运行。出现振动后均采用现场动平衡的方法处理，但引风机经过多次动平衡后，却不能解决振动问题，另外动平衡难度也越来越大，每一次动平衡都需要反复调整许多次，才能使振动勉强合格，額定15t/h脱硫流量仅能带2t/h运行。振动现象主要为：（1）停机后再开机，即使停机时间非常短，再启动振动就可能会出现变化；（2）正常运行的时候，振动随着脱硫流量增加而增大；（3）振动增大后采用动平衡的办法勉强可以消除，但是平衡难度很大，都需要经过多次加重才能改善。平衡中振动实测值与计算预期值偏差很大，影响系数也没有规律。

2引风机振动故障诊断分析

2.1故障诊断

采用DP1500数据采集仪对引风机设备进行振动监测；采用系统软件对采集的振动信号进行傅立叶分析，可以得到引风机设备运行的振动频谱图、轴心轨迹图、幅值图等。最后根据振动谱图分析的相关方面，实现对锅炉引风机设备故障监测和预警，主要过程包括：振动数据采集、故障分析与诊断。然而依据所测得的数据，还不可以完全确定振动源是引风机或者是电机，所以须采用单体试车来找到振动源。引风机的故障诊断及检测过程如下：（1）断开联轴器，电动机空负荷试车，以分析振源；（2）核查地脚螺栓的紧固情况，通过停车实验，观察振动谱图是否正常，可证明电机单体试车振动情况，进而可排除电机松动和联轴节不对中等情况；（3）重新检查电机与引风机的轴是否同轴，主要检查水平方向和端面口；（4）核查电机是否为振源，再核查引风机是否为故障振动源。

2.2故障分析

转子在轴承中转动，转子产生的激振力通过轴承座传递到风筒，从风筒传递到支撑部件（牛腿）和基础，因此理论上从轴承座到风筒，再到牛腿振动应该逐步减小。实际上振动最大的位置在风筒，其振动比轴承座振动还要大，这说明风筒和支撑结构存在问题。轴承座固定在风筒里，风筒的摆动必然也会带动轴承座随之摆动，造成轴承座的振动增大。从风筒的振型来看，两侧振动相位相差180°，说明沿轴向风筒在左右摆动。风筒通过两排牛腿以及扩压端与基础连接，如果这几个位置刚度不足或者固定不牢固，必然会造成风筒的摆动。激振力通过轴承座传递到风筒，再传递到牛腿和基础，理论上两个牛腿受力应该是均匀的，但是风筒两侧牛腿的振动不一致，说明其两侧牛腿的刚度存在差别。另外，每次动平衡都要反复调整才能勉强将振动降低，平衡重量分布，影响系数也没有规律，因此也不排除转子上存在活动部件。风机转子无中心孔，叶片为焊接结构，采用静叶可调，如果转子有问题，那么可能叶轮腔室内存在活动部件。

3引风机振动故障的处理措施

3.1叶片磨损及积灰引起振动超标及处理措施

任何机器设备在运行时间久后都出现磨损，磨损现象严重后便会引起风机的作用力失去平衡，进而引发引风机的振动故障，并且这种振动过程是逐步上升的。针对这种振动故障常采用的方法是，待引风机工作结束后，在引风机现场进行动作平衡的配比试验。试验过程是：首先在机壳喉舌径向对着叶轮处增加一个手孔门，因为这个地方距离叶轮外圆边缘最近，操作员在风机外边对其内部进行操作；然后在振动发生后把风机停下，把手孔门启开，在机壳外对叶轮进行配重，通过“三点法”或“四点法”找到质量不平衡点；最后是找到不平衡点后，计算不平衡质量并在该处增加或减少相应的质量。在引风机实际运行中，由于气体流入叶轮后，气体和旋转的叶片工作面有一定的角度差，这就会导致气体在叶片的非工作面产生旋涡，由于旋涡的作用，导致气体中的灰粒沉积在非工作面上，当积灰到达一定的重量时，大块的积灰被叶轮旋转离心力甩出。最后由于叶片的积灰不均匀造成叶轮质量分布不平衡，结果引起引风机振动瞬间增大。鉴于此，可采用安装喷嘴的形式来冲刷叶片上的积灰，将喷嘴设置在机壳内部的喉结处，与冲击水泵相连，对其排列形式要构成合适的角度，实时的冲击叶片上的积灰。待到风机工作停止的瞬间立即打开水泵阀门，利用叶轮的惯性放出冲灰水。

3.2轴承损坏引起的振动超标及解决措施

轴承损坏也是引风机振动超标的常见原因：轴承安装不好、润滑不当或达到疲劳寿命会引起轴承剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等现象，从而引起轴承的振动超标，这些问题一般在轴承振动测量中反映出来。所以，通过采用特殊的轴承振动测量器可测量出振动的大小，通过频率分布可推断出异常的具体情况。测得的数值因轴承的使用条件或传感器安装位置等而不同，因此，需要事先对每台机器的测量值进行分析比较后确定判断标准。在确定属于轴承损坏引起振动偏大或超标而必须更换轴承时，常规做法是用拉马将轴承强行拔出，当故障发生在大型引风机时，有时还需把主轴或叶轮拆除，工作量非常大。鉴于此，下面提出新的解决办法：当遇到大型引风机轴承需要更换时，可对轴承进行破坏性拆除（因轴承损坏，已无利用价值，不必要对其进行保护），即把轴承座上盖拆除后，用千斤顶将主轴顶起，再用火焊先将轴承外圈进行吹断，然后对轴承内圈进行急烤，迫使轴承内圈受热膨胀裂开，从而不需拆卸引风机主轴和叶轮，极大地减少工作量。该办法已成功在某电厂使用，但在操作过程中还需注意对主轴的保护。

4结束语

综上所述，引风机作为一项重要的工作设备，保障引风机的正常运行十分必要。但是由于引风机具有很多的不同种类，故障情况也不完全一致。鉴于此，在实际工作中还应具体情况具体分析，本文仅对其中的一些常见故障进行了分析和探究，为进一步研究引风机的振动问题提供参考。

参考文献：

[1]锅炉引风机振动大的原因分析[J].曹昆朋，郭科伟.设备管理与维修.2014（06）.

[2]600MW双级轴流式引风机振动故障分析及处理[J].房林铁.电站系统工程.2018（02）.

[3]发电厂一次风机异常振动故障诊断及处理[J].王凤良，富学斌，许志铭.风机技术.2014（03）.

（作者单位：中国大唐集团有限公司赤峰分公司）