涼水塔風機振動原因分析及處理措施

陳 爽

（大慶石化公司水氣廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

風機是涼水塔運行過程中的重要設備，必須對其運行狀況進行實時監測，進而及時、準確發現風機運行過程中出現的非正常振動現象，通過對其故障原因的準確分析，實現對振動故障的有效診斷與處理。風機在運行過程中，表現最為明顯的運行隱患就是非正常振動，若是不及時采取有效措施進行處理，將會出現生產事故。所以，對涼水塔風機振動原因進行深入分析，進而探討相關解決對策是極為必要的。

1 涼水塔風機振動原因分析

1.1 轉子質量不均衡

在諸多引發風機振動性故障的原因當中，由于回轉質量平衡程度不足而導致的振動是較為常見而且普遍的現象。風機運行過程中，由于轉子零部件在設計方面存在不足，又或者轉子質量出現偏心等，這些都將會導致轉子回轉質量不平衡問題，進而引起風機振動。組成風機的轉子系統結構中，主要包括了軸承、葉輪以及其他裝配零件等，這些組成轉子的部件在生產過程中由于過程控制質量問題而導致零件中出現沙眼、氣孔等問題，或者在零件加工過程中出現誤差或者裝配偏心。導致轉子系統在運行是出現附著物不均勻堆積在風機上，對轉子系統造成腐蝕影響，進而使得轉子出現磨損、變形、緊固件脫落等，這些都將造成風機轉子運行過程發生質心偏移，引起風機轉子質量不平衡而導致風機發生振動。此外，風機轉子系統中轉子發生彎曲或者出現熱度不平衡，或者對中不良，也會產生轉子不平衡現象，因此轉子偏心質量及偏心距大小、轉子轉速大小是影響風機出現不平衡振動的3 大因素。

1.2 轉子不對中

電機轉子不對中也是引發風機振動故障的主要原因之一。造成轉軸不對中的主要原因通常表現在2 個方面：①聯軸器不對中。轉子之間的動能傳遞是通過聯軸器連接實現的，若是連接時的對中效果不佳，將導致聯軸器在長時間運行過程中出現明顯磨損，造成風機的基座發生下沉進而引發連軸器不對中的振動故障，同時轉子運行溫度發生變化也可能會導致聯軸器對中不良問題，造成風機的不正常振動。②轉子兩端的軸承與轉子軸徑出現不對中。轉子兩端軸承的同軸度不高、基座發生變形、軸承座松動以及零件損壞等，都是造成滾動軸承不對故障的影響因素，尤其是軸承上可否形成一層良好的油膜，對于轉子不對中故障的發生有著直接的關系。

1.3 滾動軸承異常

若是風機軸承的零件質量不達標，則會在運行過程中發生傾斜、彎曲等現象，使得軸心線與軸承的內圈不能很好的重疊，在這樣的運行狀態下風機旋轉產生軸向力出現偏差二導致滾動軸承運行異常，出現螺母松動等現象，進而導致風機非正常振動。滾動軸承異常故障導致的振動問題，其基本特征是最大的振動數值產生于軸向之間，且振動頻率與旋轉頻率基本相同。此外，因為滾動軸承運轉時，表面的潤滑程度不夠，零件質量不達標或者由于長期碰撞而出現質量問題，使得軸承箱縫隙變得過窄或者過寬，使得軸承箱的表層出現扭曲、破裂或者錯位，并且對軸承形成較大、較高頻率的沖擊力度，引起風機振動。對于此種情況，將加速傳感器固定于軸承的底座位置，對高頻沖擊及風機振動頻率進行實時監測，對最大振動幅度的方向進行確定，進而較好的掌握軸承的異常情況。

1.4 葉片傾角大

根據風機檢修相關規定可知，調整軸流風機葉片角度在19.5°～22.5°。如若葉片傾角大、高負荷，則會消耗大量電機功率，大幅增加風機的振值。要想能夠將風機振動和葉片傾角的關系，在保持其他條件一致的前提下，將葉片傾角改變，在對風機振幅進行測量，具體振值和葉片傾角的關系如圖1 所示。由圖1 可知，每當葉片傾角加大1°，則其振動值加大約10 μm。

2 涼水塔風機振動處理措施分析

2.1 轉子不平衡振動處理措施

回轉件結垢以及回轉件磨損，是回轉件在運行過程中出現不平衡的主要原因。循環風機發揮的主要作用則是對利用收塵設備對粉塵顆粒進行收集，而未進入收塵設備的粉塵高速通過循環風機，使得循環風機的葉片不斷地受到沖刷。久而久之，在葉片排風出口面就會發生刀刃形狀的磨損，并且這種磨損通常是無規律的，所以導致了回轉件出現不平衡狀態。為此，首先應確保葉片等零部件的質量，加強對零部件質量的檢測，避免出現氣泡、沙眼等質量問題，提高零部件的耐沖刷效果。其次，提高零部件加工的標準化，提高其耐腐蝕性，避免轉子等由于污垢的附著而遭到腐蝕，進而使預防轉子出現變形、磨損、脫落等問題。再者，做好轉子運行系統的散熱措施，避免熱度不平衡造成風機的非正常振動。此外，還應做好對轉子偏心質量、偏心距大小、轉子轉速大小的因素的有效控制，避免風機出現不平衡振動問題。

圖1 葉片傾角與振動值關系曲線

2.2 聯軸器不對中處理措施

風機出現不對中故障而引起異常振動，主要是由于風機的轉子軸心線與電機的軸承中心線發生偏移，進而發生不對稱現象。對于風機轉子系統出現不對中原因分析，具體主要包括3 個方面。一方面是由于軸承氣隙過大，或者滾珠出現銹蝕狀況。這一現象主要是由于潤滑程度不夠或者潤滑油質量問題導致的，軸承、滾珠的運行不順暢極易引起風機轉子的不對中振動，應結合具體情況更好轉子系統的軸承或者滾珠。另一方面是由于軸承座受到較長時間的振動而發生偏移導致不對中問題。風機在運行過程中發生振動是難以避免的，而長時間的振動會導致底座緊固螺栓松動、脫落進而造成風機的不對中而振動，其較為有效的預防方法就是加強對底座等設備的日常巡檢，發現松動問題及時加固。此外，還存在由于主電機本身平衡性遭到破壞等原因引起的不對中問題。對于風機運行出現的不對中問題而造成的風機振動故障，在整體上通常采取以下處理辦法。首先，確保風機主軸的水平性，通過對葉輪進行盤動、旋轉，檢測風機主軸水平的偏差程度進而進行有效調整；然后利用百分百等工具檢測風機和電機聯軸器的跳動度，確保其在運行標準范圍以內，找準對中度，也可以采用激光對中儀的先進設備找準對中度。

2.3 軸承異常處理措施

對于軸承異常引起風機振動現象，首先應加強對軸承裝配檢測，避免裝配質量問題而引起振動。確保軸頸、軸肩臺較好的加工質量，避免出現軸頸彎曲以及軸承安裝過程發生傾斜等問題，確保軸承內圈與軸心線標準重合，減小軸承轉動產生軸向力作用對滾動軸承螺栓等造成振動。其次，應確保軸承制造質量，避免出現軸承潤滑不良現象，同時注意預防異物進入軸承造成軸承卡頓，或者軸承箱間隙過寬或過小問題。再者，通過保加速傳感器設置在軸承座上對軸承的振動信號進行檢測，借助精密的頻譜分析診斷儀器，對軸承損壞位置及程度進行分析、確定，進而判斷振動故障。若是加上對軸承進行運行聲音、溫度、運行間隙等監控，可在出現振動問題之前進行有效的預防、檢修。

2.4 對涼水塔風機葉片傾角進行適當調整

針對涼水塔風機由于葉片傾角或者是其誤差較大原因而造成振動問題，筆者認為企業可以對傾角進行適當調整。為此企業應當在以下幾個方面著手：首先，企業結合不同涼水塔風機風量需求以及生產實際情況將它們中配風量大的風機葉片傾角適當地調到21°±0.5°，而別的風機傾角則控制在20°±0.5°范圍之內即可，如此一來不但能夠使得涼水塔風機傾角變小而起到減少其振動出現概率的作用，并且對于生產風量需求也不會造成多大影響。其次，企業在對涼水塔風機葉片傾角調整工作中為了最大程度地保證精準性，必須使用萬能角度規開展測量，這樣有助于保證傾角調整差不超過0.5°，這樣一來可以確保涼水塔風機運行實現更高穩定性，并且對于降低其振動問題出現也大有幫助。

3 結束語

隨著科學技術的不斷進步、發展，新的檢測、維修技術、方法等的不斷應用、推廣，使得機械設備的管理與維修水平都得到較大程度的提升。同樣，對于涼水塔風機出現的振動問題，也應基于對其導致振動發生原因的深入分析，通過對維修、預防管理經驗的認真總結，采取針對性措施解決風機振動問題，以確保風機的運行質量與延長使用壽命。