鍋爐引風機葉輪現場動平衡調試的技術應用

摘 要：鍋爐引風機由于長期處于高溫及高塵的工作環境，容易導致葉輪在運轉過程中變形，從而使得引風機工作中產生振動從而軸承的疲勞，嚴重影響設備的正常運行，因此在平時引風機檢修過程中要對葉片進行平衡校正處理，本文根據個人在工作中的經驗簡單介紹鍋爐引風機葉輪現場平衡調試的方法，供各位同仁交流。

關鍵詞：鍋爐引風機；動平衡調試；三點法

1 引風機產生不平衡的原因分析

1.1 風機葉輪磨損及氧化

鍋爐引風機的工作環境中會伴隨著大量顆粒粉塵，粉塵顆粒伴隨著高速流動和高溫的氣體通過引風機的葉輪，從而使得引風機葉輪在工作中不斷的沖刷，長期如此在葉輪的工作面處形成刀刃狀的磨損，就會產生常見的葉片有薄厚不均勻，造成風機葉輪的不平衡。另外，由于高溫潮濕的環境會加速風機葉輪的氧化，氧化是不均勻分布，導致葉輪不平衡。

1.2 風機葉輪上產生污垢

由于鍋爐引風機工作環境潮濕而伴隨這大量的粉塵，而且經過高溫氣體的作用，很容易使粉塵被吸附在葉輪的非工作面上，長期積累會在非工作面上形成比較嚴重的粉塵結垢，并且是逐漸的增厚。隨著葉輪的得轉動，部分塵垢會因離心力和振動脫漏，導致葉輪平衡不穩定，影響風機平衡。

2 鍋爐引風機葉輪現場動平衡調試的方法

在實際的維護工作中，鍋爐引風機葉輪平衡調試中常見的方法為三點作圖法，因其操作簡單，外界影響因素小，因此在實際工作中顯得更加有效，成功率高。下面就簡單介紹下三點作圖法的具體操作過程：

2.1 三點作圖法現場動平衡調試步驟

2.1.1 確定初始最大振幅A0

在風機軸承水平方向上用測振表測得最大初始振幅A0

2.1.2 將剛性轉子分為三等分，別且標記為A、B、C。（如下圖1所示）

2.1.3確定風機葉輪動平衡試加配重塊質量G。

G=（150*ll*G1）/（r1*n/300）2）

G-試加重量（g）；G1-轉子重量（Kg）；11-原始振幅（mm）；r1-試加重量安裝半徑（mm）；n-轉子轉速（r/min）

注：在加配重時焊條重量也應計算在內。

2.1.4 分別將試加配重塊依次加于A、B、C點上，然后依次啟動風機到工作速率，并在風機軸承水平方向上同一處，用測振表分別測得A、B、C處最大初始振幅A1、A2、A3。

注：分別在A、B、C上加上試重鐵塊，并且必須將上一次的加重鐵塊取掉。

2.1.5 做比例圓，向量圖。

①以A 為圓心，以A1為半徑畫圓；②以B 為圓心，以A2為半徑畫圓；③以C 為圓心，以A3為半徑畫圓；④圓A1和圓A2交于a，圓A1和圓A3交于b，圓A2和圓A3交于c（見圖2）；⑤連接a、b、c 三點，并作△abc 的外接圓（見圖3），其圓心為O1；⑥連接OO1，測得OB與OO1的夾角為W0。

2.1.6 平衡質量和平衡位置的確定。

平衡質量m=Gl1/OO1

平衡位置確定：在葉輪上，由B點向C點移動W0

2.1.7 加完加配重塊快以后，用測振表測試，是否符合標準。

3 實例分析

西安化工廠35噸/h鏈條鍋爐為本廠最大的一臺出力鍋爐，擔負著全廠的生產及生活用汽。該臺鍋爐的引風機與電機采用彈性聯軸器連接，輸送介質為煙氣，型號為Y4-73離心式風機，機號NO20，傳動方式D，主要由葉輪、機殼、進口、調節門及聯軸器組成。 其中，葉輪是產生風壓和傳遞能量的主要做功部件。

引風機機殼采用普通鋼板祖對焊接制作而成，葉輪重量826Kg，風機控制參數：轉速730r/min，流量為160800m3/h，全壓2039Pa，電機功率132Kw。葉輪直徑2300mm。

在引風機葉輪邊緣（距邊緣3cm）均勻地鉆三個φ12孔，編A、B、C做好標記， （用M10螺栓固定配重塊）。

啟動風機后，用測振儀器在靠近風機端軸承箱上下箱連接處、聯軸器靠近軸承箱端、電機靠近聯軸器端、電機遠離聯軸器端分別選四個點并編成1#、2#、3#、4#做好標記，分別測試振幅，測得的四個點振幅分別為0.12mm、0.11mm、0.105mm、0.09mm，選取靠近風機端的軸承箱上下箱連接處測得的風機振幅（為0.12mm），按經驗公式計算后需試加配重為218g。

實際制作配重塊時要考慮減去緊固螺栓的重量。將配重塊按葉輪邊緣加工好的三個φ12孔按已編好的A、B、C，分三次固定在葉輪邊，每固定一次，安裝好機殼，啟動風機后測試一次風機振幅，只在靠近葉輪端軸承箱上蓋處測試并記錄。三次測試后，分別測得風機振幅為0.18mm、0.17mm、0.19mm。對所測得的三次振幅以軸心處為原點按振幅大小畫出矢量圖，計算合成矢量，矢量合成采用平面坐標法計算，結果為001=0.0173mm。

平衡質量m=Gl1/001=218×0.12/0.0173=151.66（g）

合成矢量的指向端即為產生葉輪轉動不平衡的最重點，需要在合成矢量反向端加配重塊（配重塊重心距邊緣3cm），采用焊接方法加固，配重塊重量要減去所加焊條重量，配重塊焊后重量與試加配重相同。

加好配重重量，安裝好機殼，然后再次啟動風機，在靠近葉輪端軸承箱上蓋處、聯軸器靠近軸承箱端、電機靠近聯軸器端、電機遠離聯軸器端分別選四個點在進行測試，對應已編好的標記1#、2#、3#、4#測得振幅分別為，試驗結果表明風機振動缺陷基本得以消除。

表1 動平衡前后振幅值對比表 （單位：mm）

4 注意事項

在實際應用中，三點作圖法做動平衡的方法相對于動平衡儀、畫線法、兩點法等方法，更容易理解，做法簡單，且可有效地降低風機振動值，消除設備故障，較為實用；雖然在都能完成動平衡的情況下，三點作圖法的精度不如動平衡儀，但是在轉速低于1500r/min 的風機動平衡應用上精度已經足夠了。三點作圖法在排粉風機動平衡中能成功應用，可舉一反三，在其它風機發生葉輪動不平衡引起振動大時也同樣可以使用這種方法來消除振動故障。

三點作圖法找動平衡時，須注意以下事項：①按葉輪編號時不得將次序打亂，且編號不應被抹掉，最好是逆著風機轉向編號，編號可寫在不容易磨損的葉輪后盤表面上，以防試運后被煤粉沖刷掉；②用焊條貼焊平衡配重塊時，應該焊在磨損不嚴重的葉輪后盤表面上，以防止平衡塊在磨損后造成振動加大；③試加重塊后分別測得的3次振動值，都必須是在同一軸承座的同一方向上，并要求數據是最大振動時的穩定值；④做動平衡時，應盡量防止受周圍振動的影響，可采用緊固地腳螺栓等方法；⑤因每次試運都須拆、裝蝸殼人孔，為了節省時間，試運時蝸殼人孔只需上緊四個角的螺栓即可，不需安裝石棉繩，以便拆卸；⑥由于風機葉輪不平衡一般是表現在軸承的水平方向上的振動，所以通常只需測出軸承的水平方向上的振動幅值便可做動平衡。

5 結束語

西安化工廠35噸/h鏈條鍋爐為本廠最大的一臺出力鍋爐，擔負著全廠的生產及生活用汽。在本廠生產停車大檢修過程中，作為一名設備技術人員，初次遇到了需要現場進行大流量風機葉輪平衡調試的問題，通過個人思考以及借助經驗公式，成功完成了葉輪動平衡試驗，感悟頗深。個人認為，就工廠鍋爐大直徑離心式風機的維護檢修而言，值得推廣應用。

參考文獻

[1]喬文生， 孫曉波. 利用現場動平衡技術提高企業設備維修效率[J].風機技術，2002（2） .

[2]韋善杰. 三點作圖法現場做風機葉輪的動平衡方法[J].輕工科技，2012.