核電廠風機振動故障分析與處理

王志遠　劉康

【摘 要】海南昌江核電廠通風系統自投運以來，已出現多起風機振動超標故障，風機振動超標將促使軸承、皮帶等零部件加速磨損，嚴重時還會導致葉輪發生斷裂，影響廠房通風。為了保證風機在觸發振動高報警時，振動故障能得到及時有效地處理，避免風機因持續高振動造成其零部件磨損，針對以往發生的振動故障進行了分類分析，總結了風機振動故障常見的處理方法，從根本上解決振動問題，對今后風機振動故障的處理起著借鑒作用。

【關鍵詞】風機；振動；分析與處理

Fault Analysis and Treatment of Fan Vibration in Nuclear Power Plant

WANG Zhi-yuan LIU Kang

（Hainan Nuclear Power Co.， Ltd. Changjiang Hainan 572700， China）

【Abstract】Hainan Changjiang nuclear power plant ventilation system since it has been put into operation， there have been much wind machine vibration overproof， fan vibration exceeding the urges the bearing， accelerated wear belts and other parts， serious when will lead to fracture of the impeller， influence plant ventilation. In order to ensure the fan in vibration trigger high alarm， vibration fault can be dealt with promptly and effectively， avoid fan due to sustained high vibration caused by the abrasion of parts and components， in view of the vibration fault occurred in the past were classified analysis， summed up the fan vibration fault processing method， from the fundamental solution to the problem of vibration， the future fan vibration fault plays a reference role.

【Key words】Fan； Vibration； Analysis and treatment

0 前言

海南昌江核電廠共有風機600余臺，為核電站各廠房、各不同工作區域的40多個通風、空調系統提供空氣輸送動力，保持廠房內的溫度在設備運行和人員健康及安全所規定的范圍內。其中皮帶傳動的離心風機約100余臺，因其結構特點發生振動超標故障較為頻繁，本文就此類風機振動故障的分析與處理方法進行總結。

1 風機振動概述

所謂振動是指設備受到外力的擾動后，按一定的節奏和規律在原來平衡位置做往復運動的現象。在轉動機械設備中，應將振動控制在規定的范圍內，過大的振動將加速轉動部件的磨損，影響設備的安全運行。

機械行業標準JB/T8689-1998《通風機振動檢測及其限值》中要求，撓性支撐的風機振動標準值應不大于7.1mm/s，考慮到核電站設備的重要性及長期運行的安全性，海南昌江核電站對風機振動制定了更高的標準，要求振動值高于5.5mm/s時觸發報警，振動值高于6.3mm/s時跳機。

風機振動故障大致由以下三方面造成：一是，來自生產廠家的制造加工精度，如葉輪、主軸等零部件的精度誤差、平衡誤差、配合誤差及整機的裝配誤差；二是，來自施工單位的設備安裝質量方面，如基礎剛度不足、水平度超差等；三是，來自使用單位的設備維護保養方面，如預防性維修方案不合理、糾正性維修不徹底等。

2 風機振動原因分類及分析處理

2.1 基礎剛度不足

風機支架基礎二次灌漿不合格，如混凝土強度不夠，地腳螺栓長度不夠，地腳螺栓連接螺母、墊片松動等均會引起劇烈的共振現場，嚴重時將導致地腳螺栓斷裂。

處理措施：加強日常巡檢，發現地腳螺栓松動及時進行緊固或加裝鎖緊墊片。如果緊固螺母后振動仍未恢復正常，則應檢查地腳螺栓是否發生斷裂。

2.2 基礎水平度超差

水泥基礎不平，減振器壓縮量不同，支架變形均會導致風機基礎水平度超差，從而引起風機振動超標故障。

處理措施：需依次測量各個減振器的振動值，若發現某個減振器振動值與其他相差較大，可先通過調整減振器與支架之前的墊片厚度來調整減震器的壓縮量，若調整后振動仍未消除，可在該減振器周圍試加墊鐵對水平度進行補償，直至振動恢復正常，必要時需對水泥基礎重新灌漿找平。

2.3 帶輪水平度超差

帶輪水平度超差不僅會造成振動超標，還會加速皮帶的磨損。

處理措施：可用細線靠在兩帶輪側面，通過電機側頂絲來調整電機側帶輪與風機側帶輪的水平度，理論上皮帶輪的最大偏離角度為0.5°實際上可按偏移量小于皮帶切邊長度的0.15%來控制。

2.4 皮帶張力不合適

皮帶過松或過緊都會降低使用壽命，而且易損傷軸承，造成振動超標。

處理措施：通過電機側頂絲來調整電機側帶輪與風機側帶輪的相對距離，從而將皮帶調至合適的張力。

張力可通過在皮帶與帶輪的切邊中點處加一垂直帶邊的載荷G，使其產生規定的撓度σ來控制（如圖2）。

撓度σ：通常使切邊長每100mm產生1.6mm撓度，即σ=1.6L/100，σ—撓度（單位：mm），L—兩皮帶輪切邊長（單位：mm）。

最后將所施加的載荷G與測定張緊力所需的垂直力進行對比，若在范圍內則代表皮帶張力調整合格，若不在則重新進行調整。

2.5 軸承磨損

軸承潤滑失效，軸承游隙及軸承與軸承座的間隙超差均會促使軸承磨損，從而導致振動超標。軸承故障將產生異音及溫度飆升，可通過聽棒檢查軸承的聲音或測量軸承溫度來進行判斷。

處理措施：需定期更換軸承潤滑脂；將軸承游隙及軸承與軸承座的間隙調整至規定的范圍內并定期進行檢查。

2.6 主軸與葉輪配合間隙過大

主軸與葉輪配合間隙過大不僅會導致振動超標，同時還會發出周期性的異響，若不及時處理，將會導致主軸和葉輪的加速磨損。

處理措施：可通過緊固葉輪鎖緊螺母來減小主軸與葉輪的間隙。

2.7 集流器與風機葉輪之間的間隙不均勻

集流器與葉輪間隙不均勻，有可能發生摩擦現象，造成振動超標。

處理措施：重新調整集流器位置將間隙調至均勻，并將集流器緊固螺栓把緊以防發生竄動。

2.8 風機進出口風管道安裝不良

風機進出口風管道安裝有偏差將導致進出風量不均勻，從而造成振動超標。

處理措施：對進出口管道重新進行調整，將偏差部分進行找正。

2.9 葉輪本身不平衡

葉輪上的零部件松動、變形或產生不均勻腐蝕、磨損；工作介質中的固體顆粒沉積在葉輪上結垢；檢修更換的零部件質量不均勻；葉輪制造時材質不均勻；加工精度有誤差、裝配有偏差等都會造成風機在運行時振動過大。

如果葉輪存在不平衡量，當葉輪旋轉時，葉輪的不平衡量將產生一個離心力。隨著轉速升高，離心力也逐漸變大。離心力通過軸承傳達到風機上并引起振動，產生噪音，加速軸承的磨損，降低風機的使用壽命，甚至造成風機控制失靈，發生嚴重事故。

處理措施：目前對葉輪不平衡校正的方法有兩種：用動平衡機進行校正和在正常工作轉速下在線調整。

通過動平衡機進行校正需解體風機、吊運葉輪至動平衡機廠房，工序復雜，檢修時間較長，一般只在風機預防性維修時才使用。糾正性維修通常采用三點式在線調整動平衡的方法，該方法操作簡便、耗時較短且效果明顯，可避免二次安裝偏差，并可保證再短期內恢復廠房的通風，保障其他設備的穩定運行。

通常風機的振動問題較為復雜，純粹單一的振動故障是不多見的。因此要想能迅速準確地找出振動故障的根源所在，需對以上振動特征及原因加以掌握，進而進行分析并采取措施進行有效地處理。

當風機觸發振動高報警時，需首先檢查軸承、減震器等各位置的振動情況；檢查皮帶的抖動情況；檢查軸承溫度，潤滑油加注量、品質是否正常；轉動部件是否有異音，特別是金屬的摩擦聲和撞擊聲；查找前期維修記錄，了解發生過的故障現象，并與之進行對比，找出疑點。

風機停運后，根據產生振動的原因，對疑似故障位置進行重點檢查。在故障原因難以確定的情況下，應該從最容易處理的部位開始著手檢查，如檢查緊固件是否松動、潤滑是否失效等，逐一進行排查，直到找出振動故障的癥結。再結合風機振動故障的特性，通過分析表象就會準確地判斷出故障的原因，從而針對故障原因進行相應的處理，從根本上解決振動問題，確保風機穩定運行。

3 結束語

風機振動的故障分析與處理是一項實踐性很強的技術，需要在平時的維修工作中多加積累，及時進行分析總結。日常工作中，要注重歷史數據的累積，時刻關注設備運行狀態參數，了解設備的前期安裝及調試情況、設備運行中出現過的故障缺陷及定期的維護保養狀況等。對設備的狀態有了概貌了解后，就能發現其漸變的特征，如磨損、結垢、振動、溫度及聲音的變化，為日后設備出現振動故障的診斷提供可靠的依據，以便在觸發振動故障報警后能及時有效地進行處理。

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[責任編輯：楊玉潔]