離心風機葉輪在線動平衡檢修方法

馬伯樂，侯作偉，王天琦

（吉林石化公司動力二廠，吉林吉林 132000）

0 引言

離心風機的葉輪因輸送的介質造成磨損或附著，造成轉子動平衡不好或失效，從而引發設備振動，嚴重則損壞風機設備，影響生產。大多數運行的風機在生產過程中不允許停機拆卸檢修，因為設備解體檢修耗費大量時間，影響生產運行。例如火力發電廠引風機和排粉風機，都屬于離心式風機，在正常運行工況下，經常因葉輪磨損而失去動平衡，但電廠承擔著發電供熱的重要任務，長時間停運風機，將影響鍋爐正常運行，導致發電及供熱產量迅速下降。這種情況下，對風機實施在線檢修極為關鍵，介紹離心風機在線動平衡的檢修方法，能保證在較短時間內調整葉輪動平衡，恢復風機正常運行，保證裝置穩定運行。圖1 為電站吸風機。

圖1 電站吸風機

1 判斷振動來源

首先根據風機的運轉狀態判斷振動來源，一般情況下，葉輪動平衡不好表現在風機葉輪側軸承徑向水平振動超標，水平振動反應轉子和葉輪的動平衡較差，處于失衡狀態。葉輪側軸承徑向垂直振動，一般都是軸承間隙過大或軸承質量問題造成，這種情況下則建議更換軸承。若判斷振動來源并非轉子動平衡失效，則在線動平衡檢修法效果不顯著，但有時通過葉輪動平衡法也可以緩解因其他原因引發的風機振動。如果風機的振動來源出自于葉輪側軸承的水平振動偏差較大，則可判斷該風機的轉子動平衡失效，需要進行在線檢修。

2 初步測量

在風機正常運行過程中，用精密測振儀器測量風機葉輪側軸承的水平振動值（一般取振幅位移值，μm），多次測量，取平均值并記錄，提高測量的準確性。根據振動值計算并確定加裝平衡塊的重量，振動位移每10 μm 對應則需要加裝平衡塊（17～24 g）進行調整，以此類推，用總位移量計算出加裝平衡塊的總重量。這里的（17～24 g）調整量為經驗值，根據葉輪直徑大小確定具體調整克數。一般情況，葉輪直徑越小，調整克數越少，反之，葉輪直徑越大，調整克數越多。具體數值需根據風機運行參數、葉輪尺寸、運行狀態綜合判定。另外，調整平衡塊需要具備一定的焊接性能，一般常用金屬厚板裁剪而成，常用碳鋼材料，平衡塊表面光滑，質地均勻，不能太大或太厚，以免影響力矩調整。圖2 為現場測振。

圖2 現場測振

3 離心法找出失衡點

風機的葉輪在轉動過程中像一個旋轉的圓盤。在圓盤旋轉過程中，上面的各點都是勻速對稱的，每個點都能找到其鏡像的對稱點與之相平衡。而其中有一個或幾個點沒有對稱點與之相平衡，就會引起整個圓盤失衡，導致這些個別點的離心力突顯，造成圓盤失衡晃動，破壞其原有的動平衡。因此無論是一個點或幾個點，只要找到其中一個與之對應的合力點，將離心力平衡掉，就能夠調整平衡與之對應。確定合力點的方法：①啟動風機，使風機在正常生產工況（風壓、風速為正常值，風機擋板開度也要與之相符）下運行，用砂紙在靠近葉輪的軸端進行清理打磨，使之見光發亮。因為此時風正處在運行狀態，操作一定要小心謹慎，避免出現安全事故；②用白粉筆沾水在軸上涂抹一層薄薄的細灰，水分蒸發后，會出現整個軸端被涂抹的部分完全變成白色，著色是為了更好的看清楚軸上的線和點；③用彩色鉛筆逆著軸的旋轉方向，從水平測向軸的中間位置靠近，鉛筆盡量不要觸碰到風機的其他部位，以免影響找點的準確性。接近軸同時一定握緊鉛筆，直到稍微接觸到旋轉的軸時，畫線著色完成，此時撤回鉛筆，停運風機；④軸上一條弧形彩線的中間位置，就是造成振動的突出點方向。沿著其鏡像點（對稱點）就能找到失衡點位置，將其旋轉180°，找到理論失衡點。但要注意這只是理論上的失衡點，并不是真正意義上的加裝平衡塊的位置；④確定實際配重點。實際配重點是沿著軸旋轉的方向逆向再旋轉23.5°（風機轉速＜3000 r/min 的經驗值）。這里的23.5°是一個經驗值，它隨著風機的轉速變化而變化，風機轉速越大，該角度越大。

4 平衡點的校核

平衡點即實際配重點是將要安裝配重塊的最終位置，它的正確與否關系到檢修能否恢復轉子葉輪的動平衡，因此，一般在測量后需要進行點位校核。逆推以上找點方法，將轉子軸順時針旋轉23.5°，找到原有的理論配重點，然后觀察軸的另一端水平點，看是否是原來標記過的失衡點，如果確認無誤，則證明本次找點正確，但并不代表一定找準了動平衡點，因為，配重值的確定和風機轉動劃線的準確性都影響最終結果。

5 安裝平衡塊

找到實際配重點的方向后，在轉子軸上標記這個方向，順著這個方向在機殼開孔，直至看到風機葉輪邊緣，開孔位置就是加裝配重塊的位置。葉輪材料一般為耐磨鋼、耐腐蝕鋼或不銹鋼，選用相同材料的鋼材，切割成相當質量的平衡塊，平衡塊可用電子秤秤得實際質量，該質量在初步測量中已經測算完成。將該平衡塊焊接在葉輪邊緣，必須焊接牢固，避免其在運行過程中因離心力而脫落，損傷葉輪。

6 風機試運

平衡塊安裝完成后，先不封孔，對風機進行試運轉，啟動風機至正常運行狀態，用精密測振儀器對風機各軸承箱進行測振并記錄，若軸承振動變小，說明本次平衡塊位置正確，振動降低。否則，需重新確定動平衡點。