風機現(xiàn)場三點法動平衡試驗

呂旭華 來國榮

【摘 要】風機振動值是風機的重要安全參數(shù)之一，影響風機振動最主要因素就是風機軸的動平衡。本文通過運用三點法對風機找平衡試驗，在解決風機振動問題的同時并對三點法進行了驗證，為現(xiàn)場找平衡提供了一個簡單實用的方法。

【關(guān)鍵詞】振動；動平衡；三點法

1.前言

在風機的運行或調(diào)試過程中，風機的葉輪由于運輸過程中葉輪有磕碰變形，或者安裝時不同心，致使風機工作時振動超差，需要做現(xiàn)場動平衡源消除過大振動。而在實際工作過程中由于各個方面的原因，不能通過精密的儀器來測試風機的不平衡點，因此人們通常用三點法進行風機的現(xiàn)場動平衡。

2.設(shè)備參數(shù)及試驗背景

2.1設(shè)備參數(shù)

某新建330MW電廠，用兩臺軸流式風機作為送風機，其參數(shù)如下：

2.2試驗背景

某電廠在調(diào)試期間，其送風機B由于運行人員操作失誤，風機超負荷運行（電流達到90A）9小時，風機跳閘。再次啟動后發(fā)現(xiàn)風機振動高高跳閘，就地測量得振動值為7.4mm/s，超過風機跳閘保護值7.1mm/s。經(jīng)確認為風機長時間超負荷運行，導(dǎo)致風機動葉特性改變，原系統(tǒng)平衡狀態(tài)被破壞，需從新做動平衡試驗。

3.方法及原理

三點法找平衡試驗方法：

3.1以工作轉(zhuǎn)速啟動轉(zhuǎn)子，測量和記錄原始振動幅值為O。

3.2以O(shè)為半徑，畫圓，如圖1所示。

圖1

3.3 停下轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上取三個點“A”、“B”和“C”，相隔近似120°。不一定是很準確的120°，然而三點相隔的角度必須是已知的，在我們的例子中如圖2所示，“A”點是起點標注為0°。其它點標注如圖2所示。

圖2

3.4選擇一塊合適的試重，安裝到轉(zhuǎn)子點“A”處，此處可參考計算試加重的公式。

3.5啟動轉(zhuǎn)子達到正常工作轉(zhuǎn)速，測量并記錄此時的振動幅值記為 O+T1。

圖3

3.6如圖3所示，以A點為圓心，以O(shè)+T1為半徑做圓。

3.7停下轉(zhuǎn)子，將在A點處所加的試重移到B點處。

3.8啟動轉(zhuǎn)子達到正常工作轉(zhuǎn)速，測量和記錄新的振動幅值記為O+T2。

3.9以B點為圓心，以O(shè)+T2為半徑做圓，如圖4所示：

圖4

3.10停下轉(zhuǎn)子將在B點處的試加重量移到C點處。

3.11啟動轉(zhuǎn)子達到正常工作轉(zhuǎn)速，測量和記錄新的振動幅值記為O+T3。

3.12以C點為圓心，以O(shè)+T3為半徑做圓，如圖5所示

圖5

注：如圖5所示，從A、B、C繪制的三個圓相交于點D。

3.13從原始振幅圓的圓心“O”按圖6所示方式畫直線OD，該直線標記為“T”。

圖6

3.14使用與畫原始振動圓時相同的比例，測量直線段“T”的長度。

3.15使用下面的公式，計算修正重量：

CW=TW（O/T）

式中：CW=修正重量

TW=試加重量

O=原始不平衡振幅讀數(shù)

T = 測量的結(jié)果矢量

3.16按圖7所示，使用量角器，測量直線“T”與直線“OA”之間的角度，此角度即是修正重量相對于轉(zhuǎn)子上的“A”點的安裝角度。

圖7

3.17、停下轉(zhuǎn)子，從“C”點處拆下試加重，按在第15步中經(jīng)過計算確定的配重，安裝到經(jīng)過第16步確定的角度處。

4.試驗及結(jié)果

按照上述方法，如圖1所示以O(shè)=7.4為半徑畫圓，其中7.4為風機再次啟動后風機振動值。

如圖2在風機轉(zhuǎn)子上取A、B、C三點，夾角均為120°。

試加重量的選擇原則上是，所選擇的試加重量應(yīng)該能使振幅和相位都產(chǎn)生30%的變化，風機一般在150g——300g之間，我們選擇質(zhì)量175g的試加塊為試加重量，即TW=175。

分別加試重塊在A、B、C點，啟動風機到工作狀態(tài)，測量風機振動值得：

在圓O上分別以A、B、C三點為圓心，以O(shè)+T1=5.7，O+T2=7.5， O+T3=12.8為半徑作圓，交與點D，連接OD，通過測量得OD=5.5，且OD與OA夾角為50°。有公式CW=TW（O/T）得：

CW=175*（7.4/5.5）=235g

試驗結(jié)果：在風機轉(zhuǎn)子與OA夾角為50°處增加質(zhì)量為235g平衡塊，固定后啟動風機，風機振動明顯下降，為2.24mm/s，符合標準。其風機動平衡試驗振動變化趨勢如下圖所示：

圖8 風機振動趨勢

5.結(jié)論

通過上述試驗及試驗結(jié)果表明，風機振動值從7.4mm/s下降到2.24mm/s，達到風機正常運行標準，完成了試驗的預(yù)期目標，并且試驗方法進行了驗證。在試驗中存在一定的誤差，其可能原因有：

（1）數(shù)據(jù)測量存在的誤差

（2）作圖時帶來的偏差

（3）風機工況變化帶來的誤差

試驗驗證，三點法找平衡是一個簡單、實用的方法，特別是在現(xiàn)場為轉(zhuǎn)動裝置找平衡，只需要簡單的工具就能準確的解決問題，在精度要求不高的情況下，可以節(jié)約資源及時間，提高了工作效率。

參考文獻：

[1]顧晃.汽輪發(fā)電機組的振動與平衡.中國電力出版社，1998.

[2]張游祖.汽輪發(fā)電機組的振動與轉(zhuǎn)子找平衡.水利電力出版社，1963.

[3]王漢英.轉(zhuǎn)子平衡技術(shù)與平衡機.機械工業(yè)出版社，1988.

作者簡介：

呂旭華，男，工程師，主要從事風機安裝技術(shù)工作。