引風機振動故障診斷及分析

張志超

摘要：引風機廣泛運用于鍋爐、工業爐窯的通風和引風，工廠、礦井、隧道的通風、排塵等許多場合，保證引風機的正常工作非常重要，而引風機最常見的故障是振動超標。引風機在發生振動故障后，會造成整個風道系統或是引風機機殼的損壞，電機或是軸承因為過流燒毀等等，針對這些惡性后果，必須加強引風機振動故障的診斷分析，并根據分析結果制定相對應的行之有效的解決措施。

關鍵詞：引風機；振動故障；診斷

1振動現象

某廠配備的引風機在使用中出現了顯著振動問題，幾乎每次啟動，引風機非驅動端水平方向振動都可能增大，以至于長期無法投入正常運行。出現振動后均采用現場動平衡的方法處理，但引風機經過多次動平衡后，卻不能解決振動問題，另外動平衡難度也越來越大，每一次動平衡都需要反復調整許多次，才能使振動勉強合格，額定15t/h脫硫流量僅能帶2t/h運行。振動現象主要為：（1）停機后再開機，即使停機時間非常短，再啟動振動就可能會出現變化；（2）正常運行的時候，振動隨著脫硫流量增加而增大；（3）振動增大后采用動平衡的辦法勉強可以消除，但是平衡難度很大，都需要經過多次加重才能改善。平衡中振動實測值與計算預期值偏差很大，影響系數也沒有規律。

2引風機振動故障診斷分析

2.1故障診斷

采用DP1500數據采集儀對引風機設備進行振動監測；采用系統軟件對采集的振動信號進行傅立葉分析，可以得到引風機設備運行的振動頻譜圖、軸心軌跡圖、幅值圖等。最后根據振動譜圖分析的相關方面，實現對鍋爐引風機設備故障監測和預警，主要過程包括：振動數據采集、故障分析與診斷。然而依據所測得的數據，還不可以完全確定振動源是引風機或者是電機，所以須采用單體試車來找到振動源。引風機的故障診斷及檢測過程如下：（1）斷開聯軸器，電動機空負荷試車，以分析振源；（2）核查地腳螺栓的緊固情況，通過停車實驗，觀察振動譜圖是否正常，可證明電機單體試車振動情況，進而可排除電機松動和聯軸節不對中等情況；（3）重新檢查電機與引風機的軸是否同軸，主要檢查水平方向和端面口；（4）核查電機是否為振源，再核查引風機是否為故障振動源。

2.2故障分析

轉子在軸承中轉動，轉子產生的激振力通過軸承座傳遞到風筒，從風筒傳遞到支撐部件（牛腿）和基礎，因此理論上從軸承座到風筒，再到牛腿振動應該逐步減小。實際上振動最大的位置在風筒，其振動比軸承座振動還要大，這說明風筒和支撐結構存在問題。軸承座固定在風筒里，風筒的擺動必然也會帶動軸承座隨之擺動，造成軸承座的振動增大。從風筒的振型來看，兩側振動相位相差180°，說明沿軸向風筒在左右擺動。風筒通過兩排牛腿以及擴壓端與基礎連接，如果這幾個位置剛度不足或者固定不牢固，必然會造成風筒的擺動。激振力通過軸承座傳遞到風筒，再傳遞到牛腿和基礎，理論上兩個牛腿受力應該是均勻的，但是風筒兩側牛腿的振動不一致，說明其兩側牛腿的剛度存在差別。另外，每次動平衡都要反復調整才能勉強將振動降低，平衡重量分布，影響系數也沒有規律，因此也不排除轉子上存在活動部件。風機轉子無中心孔，葉片為焊接結構，采用靜葉可調，如果轉子有問題，那么可能葉輪腔室內存在活動部件。

3引風機振動故障的處理措施

3.1葉片磨損及積灰引起振動超標及處理措施

任何機器設備在運行時間久后都出現磨損，磨損現象嚴重后便會引起風機的作用力失去平衡，進而引發引風機的振動故障，并且這種振動過程是逐步上升的。針對這種振動故障常采用的方法是，待引風機工作結束后，在引風機現場進行動作平衡的配比試驗。試驗過程是：首先在機殼喉舌徑向對著葉輪處增加一個手孔門，因為這個地方距離葉輪外圓邊緣最近，操作員在風機外邊對其內部進行操作；然后在振動發生后把風機停下，把手孔門啟開，在機殼外對葉輪進行配重，通過“三點法”或“四點法”找到質量不平衡點；最后是找到不平衡點后，計算不平衡質量并在該處增加或減少相應的質量。在引風機實際運行中，由于氣體流入葉輪后，氣體和旋轉的葉片工作面有一定的角度差，這就會導致氣體在葉片的非工作面產生旋渦，由于旋渦的作用，導致氣體中的灰粒沉積在非工作面上，當積灰到達一定的重量時，大塊的積灰被葉輪旋轉離心力甩出。最后由于葉片的積灰不均勻造成葉輪質量分布不平衡，結果引起引風機振動瞬間增大。鑒于此，可采用安裝噴嘴的形式來沖刷葉片上的積灰，將噴嘴設置在機殼內部的喉結處，與沖擊水泵相連，對其排列形式要構成合適的角度，實時的沖擊葉片上的積灰。待到風機工作停止的瞬間立即打開水泵閥門，利用葉輪的慣性放出沖灰水。

3.2軸承損壞引起的振動超標及解決措施

軸承損壞也是引風機振動超標的常見原因：軸承安裝不好、潤滑不當或達到疲勞壽命會引起軸承剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等現象，從而引起軸承的振動超標，這些問題一般在軸承振動測量中反映出來。所以，通過采用特殊的軸承振動測量器可測量出振動的大小，通過頻率分布可推斷出異常的具體情況。測得的數值因軸承的使用條件或傳感器安裝位置等而不同，因此，需要事先對每臺機器的測量值進行分析比較后確定判斷標準。在確定屬于軸承損壞引起振動偏大或超標而必須更換軸承時，常規做法是用拉馬將軸承強行拔出，當故障發生在大型引風機時，有時還需把主軸或葉輪拆除，工作量非常大。鑒于此，下面提出新的解決辦法：當遇到大型引風機軸承需要更換時，可對軸承進行破壞性拆除（因軸承損壞，已無利用價值，不必要對其進行保護），即把軸承座上蓋拆除后，用千斤頂將主軸頂起，再用火焊先將軸承外圈進行吹斷，然后對軸承內圈進行急烤，迫使軸承內圈受熱膨脹裂開，從而不需拆卸引風機主軸和葉輪，極大地減少工作量。該辦法已成功在某電廠使用，但在操作過程中還需注意對主軸的保護。

4結束語

綜上所述，引風機作為一項重要的工作設備，保障引風機的正常運行十分必要。但是由于引風機具有很多的不同種類，故障情況也不完全一致。鑒于此，在實際工作中還應具體情況具體分析，本文僅對其中的一些常見故障進行了分析和探究，為進一步研究引風機的振動問題提供參考。

參考文獻：

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（作者單位：中國大唐集團有限公司赤峰分公司）