B 鍋爐引風機振動原因分析及對策

范振宇

（中國石油蘭州石化公司化肥廠，甘肅蘭州 730060）

1 工藝流程

中國石油蘭州石化公司化肥廠A/B 鍋爐裝置采用東方鍋爐廠設計的單鍋筒高壓自然循環鍋爐，于1996 年建成投用，單爐設計產汽能力145 t/h，總能力為290 t/h，產出10.5 MPa（G）、495 ℃的過熱蒸汽并入10.5 MPa（G）蒸汽管網，供蒸汽透平及生產工藝用汽。廢氣排放量21 7451 Nm3/h，特征污染物為鍋爐煙氣，主要含SO2、NOx、粉塵等。引風機則為鍋爐煙氣系統的關鍵設備，其布置在鍋爐電除塵器下游，入口風量包括鍋爐燃燒產生的煙氣量和空預器與電除塵漏入煙道的空氣量。引風機作用主要為保證鍋爐爐膛內能夠正常的負壓操作，并將煙氣引致脫硫裝置脫去二氧化硫（SO2），最終經煙囪排入大氣。

2 基本概況

2014 年7 月，對鍋爐后系統進行脫硫脫硝改造。同時對原有系統的引風機進行更新，經初步設計后采用沈陽鼓風機集團有限公司生產的風機，采用佳木斯防爆電機股份有限公司生產的高壓電動機（6000 V/1120 kW）作為驅動。主要性能參數見表1。

表1 主要性能參數

3 運行現狀

因單臺鍋爐實際風量在108 725 Nm3/h，而沈鼓生產的風機單臺風量在378 000 Nm3/h，風機設計的引風量超出實際風量347.67%。在現場實際投用后，通過將A、B 爐引風機兩側吸入口擋板上的導葉片進行對稱封堵（百葉窗式導葉、單側吸入口9 片）來減小風機的吸入量。在擋板封堵完成后，鍋爐即便在滿負荷狀態下，引風機入口擋板開度最大也只能開到26%。

B 鍋爐引風機從冷態啟動升至正常工作轉速時，徑向和軸向振幅均不大，一般未超過風機允許值0.07 mm。但隨著風機的長周期運行，其振動值會出現非周期性的變化，徑向和軸向振動烈度最大時15.1 mm/s，振幅最大時0.192 mm，加速度最大時18.9 m/s2，詳細數據見表2。

表2 風機測振最小值和最大值

4 振動原因排查

4.1 轉子的質量不平衡

一般來說風機振動源大部分來自風機本身，而引起風機葉輪不平衡的原因分析大致有以下4 個方面：

（1）加工制造時的誤差產生的轉子質量不平衡。

（2）轉子在運轉時，由于殘余應力、受熱不均等引起的轉子熱變形。

（3）轉子磨損或損壞，轉子上附著有沉積物。

（4）安裝/檢修質量不良等。

4.2 聯軸器對中

在檢修過程中，找正均按廠家指導安裝說明書標準嚴格執行，以風機主軸的聯軸器為基準，移動電機位置，保證聯軸器之間的平行誤差小于0.10 mm。經查閱歷次該風機歷次檢修找正數據，平行誤差均在0.05～0.10 mm，因此可排除聯軸器對中找正不合格造成的引風機振動。

4.3 軸承磨損

軸承磨損或損壞的振動特征為振動穩定性很差，且伴有軸承溫度升高的現象。而B 爐引風機的軸承溫度在冷卻水閥開度不變的情況下，溫度一直保持平穩無大幅度變化現象發生，同時其振動在風機穩定運行時，3 個方向的振幅會出現非周期性的增大或減小，因此可排除軸承損壞造成的引風機振動。

4.4 螺栓松動

螺栓為風機各相對運動部件相對固定的主要元件，如果出現螺栓松動的情況，將會產生風機的大幅振動，嚴重時將導致事故的發生。引風機在鍋爐每次停車時，均對聯軸器、軸承底座、葉輪等部位螺栓進行相應的檢查，未發現有松動現象，因此可排除螺栓松動造成的引風機振動。

5 解決對策

因轉子部分在出廠時已做過動平衡，可排除加工制造的誤差引起的動不平衡。且在風機停機時，均采取開蝸殼人孔進行強制通風，以防止煙氣液化后對葉輪的腐蝕。同時仔細檢查了轉子部分、葉輪上沉積物和葉輪邊緣的配重塊。每次檢查時，從未發現轉子有磨損，葉輪上只是有少量附著沉積物等（檢查過程中及時清理）。但經過多次比對，發現葉輪邊緣上原有的配重塊在長期運行后有部分變形現象發生。

針對B 鍋爐引風機經常出現非周期性振動超標的現象，廠部科室、車間和檢修單位多次召開技術分析會，對所有原因逐一進行分析，最終確認為該風機轉子組在正常運行時，因蝸殼內部煙氣溫度較高，導致加裝平衡塊處受熱不均勻，引起了轉子組局部熱變形，最終導致轉子組質量不平衡，引發風機振動。

經廠部協調具有相關資質的廠家后，廠家技術人員與廠部和車間相關人員在現場進行確認，因其風機轉子拆卸具有一定難度，廠家技術人員提出對風機在冷態下做在線動平衡處理。第一次開啟風機后，利用測振工具測得葉輪動不平衡需加配重塊890 g，用焊條5 根焊接固定（每根焊條去除藥皮后重21 g），在加裝配重塊后重新開機再次測定需加配重塊490 g，用焊條3 根焊接固定，總計配重為890+490+8×21=1548 g。加裝配重塊見圖1。

圖1 風機葉輪加裝配重塊

在第3 次開機后，測定各數據明顯較以前有所下降，且未超出風機振動標準，穩定運行一段時間后，測振數據見表3。

表3 風機測振值

6 結束語

通過對引風機的歷次檢修處理，最終通過在線動平衡方法消除了引風機非周期性振動大的現象。在日常運行過程中，離心式引風機動振動超標是較普遍的問題，但作為鍋爐主要輔機，風機的運行是否正常直接影響鍋爐運行的安全，所以應該加強振動監測，及時發現問題及時處理，保證風機在良好工況下運行。