B 锅炉引风机振动原因分析及对策

范振宇

（中国石油兰州石化公司化肥厂，甘肃兰州 730060）

1 工艺流程

中国石油兰州石化公司化肥厂A/B 锅炉装置采用东方锅炉厂设计的单锅筒高压自然循环锅炉，于1996 年建成投用，单炉设计产汽能力145 t/h，总能力为290 t/h，产出10.5 MPa（G）、495 ℃的过热蒸汽并入10.5 MPa（G）蒸汽管网，供蒸汽透平及生产工艺用汽。废气排放量21 7451 Nm3/h，特征污染物为锅炉烟气，主要含SO2、NOx、粉尘等。引风机则为锅炉烟气系统的关键设备，其布置在锅炉电除尘器下游，入口风量包括锅炉燃烧产生的烟气量和空预器与电除尘漏入烟道的空气量。引风机作用主要为保证锅炉炉膛内能够正常的负压操作，并将烟气引致脱硫装置脱去二氧化硫（SO2），最终经烟囱排入大气。

2 基本概况

2014 年7 月，对锅炉后系统进行脱硫脱硝改造。同时对原有系统的引风机进行更新，经初步设计后采用沈阳鼓风机集团有限公司生产的风机，采用佳木斯防爆电机股份有限公司生产的高压电动机（6000 V/1120 kW）作为驱动。主要性能参数见表1。

表1 主要性能参数

3 运行现状

因单台锅炉实际风量在108 725 Nm3/h，而沈鼓生产的风机单台风量在378 000 Nm3/h，风机设计的引风量超出实际风量347.67%。在现场实际投用后，通过将A、B 炉引风机两侧吸入口挡板上的导叶片进行对称封堵（百叶窗式导叶、单侧吸入口9 片）来减小风机的吸入量。在挡板封堵完成后，锅炉即便在满负荷状态下，引风机入口挡板开度最大也只能开到26%。

B 锅炉引风机从冷态启动升至正常工作转速时，径向和轴向振幅均不大，一般未超过风机允许值0.07 mm。但随着风机的长周期运行，其振动值会出现非周期性的变化，径向和轴向振动烈度最大时15.1 mm/s，振幅最大时0.192 mm，加速度最大时18.9 m/s2，详细数据见表2。

表2 风机测振最小值和最大值

4 振动原因排查

4.1 转子的质量不平衡

一般来说风机振动源大部分来自风机本身，而引起风机叶轮不平衡的原因分析大致有以下4 个方面：

（1）加工制造时的误差产生的转子质量不平衡。

（2）转子在运转时，由于残余应力、受热不均等引起的转子热变形。

（3）转子磨损或损坏，转子上附着有沉积物。

（4）安装/检修质量不良等。

4.2 联轴器对中

在检修过程中，找正均按厂家指导安装说明书标准严格执行，以风机主轴的联轴器为基准，移动电机位置，保证联轴器之间的平行误差小于0.10 mm。经查阅历次该风机历次检修找正数据，平行误差均在0.05～0.10 mm，因此可排除联轴器对中找正不合格造成的引风机振动。

4.3 轴承磨损

轴承磨损或损坏的振动特征为振动稳定性很差，且伴有轴承温度升高的现象。而B 炉引风机的轴承温度在冷却水阀开度不变的情况下，温度一直保持平稳无大幅度变化现象发生，同时其振动在风机稳定运行时，3 个方向的振幅会出现非周期性的增大或减小，因此可排除轴承损坏造成的引风机振动。

4.4 螺栓松动

螺栓为风机各相对运动部件相对固定的主要元件，如果出现螺栓松动的情况，将会产生风机的大幅振动，严重时将导致事故的发生。引风机在锅炉每次停车时，均对联轴器、轴承底座、叶轮等部位螺栓进行相应的检查，未发现有松动现象，因此可排除螺栓松动造成的引风机振动。

5 解决对策

因转子部分在出厂时已做过动平衡，可排除加工制造的误差引起的动不平衡。且在风机停机时，均采取开蜗壳人孔进行强制通风，以防止烟气液化后对叶轮的腐蚀。同时仔细检查了转子部分、叶轮上沉积物和叶轮边缘的配重块。每次检查时，从未发现转子有磨损，叶轮上只是有少量附着沉积物等（检查过程中及时清理）。但经过多次比对，发现叶轮边缘上原有的配重块在长期运行后有部分变形现象发生。

针对B 锅炉引风机经常出现非周期性振动超标的现象，厂部科室、车间和检修单位多次召开技术分析会，对所有原因逐一进行分析，最终确认为该风机转子组在正常运行时，因蜗壳内部烟气温度较高，导致加装平衡块处受热不均匀，引起了转子组局部热变形，最终导致转子组质量不平衡，引发风机振动。

经厂部协调具有相关资质的厂家后，厂家技术人员与厂部和车间相关人员在现场进行确认，因其风机转子拆卸具有一定难度，厂家技术人员提出对风机在冷态下做在线动平衡处理。第一次开启风机后，利用测振工具测得叶轮动不平衡需加配重块890 g，用焊条5 根焊接固定（每根焊条去除药皮后重21 g），在加装配重块后重新开机再次测定需加配重块490 g，用焊条3 根焊接固定，总计配重为890+490+8×21=1548 g。加装配重块见图1。

图1 风机叶轮加装配重块

在第3 次开机后，测定各数据明显较以前有所下降，且未超出风机振动标准，稳定运行一段时间后，测振数据见表3。

表3 风机测振值

6 结束语

通过对引风机的历次检修处理，最终通过在线动平衡方法消除了引风机非周期性振动大的现象。在日常运行过程中，离心式引风机动振动超标是较普遍的问题，但作为锅炉主要辅机，风机的运行是否正常直接影响锅炉运行的安全，所以应该加强振动监测，及时发现问题及时处理，保证风机在良好工况下运行。