風機振動原因分析及處理方法

陳爽

摘要：風機是石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中不可缺少的一種機械設備，風機的主要作用是將原動機的機械能轉換為輸送氣體能量，提高氣體壓力并輸送氣體的機械。在石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置中使用的風機主要是離心式引風機，主要用于通風、輸送熱量、除塵，以及排出生產(chǎn)中的污染氣體等，是石油化工企業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保使用的重要機械設備。本文主要分析了風機在生產(chǎn)運行過程中出現(xiàn)振動的原因，并提出了相應解決振動故障的處理方法。

關鍵詞：振動；風機；軸承；不平衡

前言

在石油化工生產(chǎn)裝置中風機運行所處的環(huán)境一般都比較惡劣，風機長周期運行，灰塵比較大、設備各部件存在著較大的磨損、設備安裝存在的誤差、旋轉失速等因素都會非常容易引起風機的振動故障，導致機組非計劃停工或者減負荷運行，影響石油化工生產(chǎn)裝置的正常生產(chǎn)運行。所以，加強對風機的維修和保養(yǎng)，特別是要迅速判斷出風機在生產(chǎn)運行中發(fā)生故障的原因，快速判斷故障并采取措施解決風機故障，是石油化工生產(chǎn)裝置能夠持續(xù)生產(chǎn)的保障。

一、風機振動原因分析

（1）積灰過厚引發(fā)的風機振動

積灰過厚引起的風機振動是由于風機所處的工作環(huán)境中灰塵比較大，由于氣體進入的角度和氣體本身的流體性質等因素導致造成工作面產(chǎn)生氣體漩渦，產(chǎn)生的氣體漩渦就會造成灰塵的沉積，當灰塵沉積到一定厚度之后就會引起風機的振動。例如，機翼型葉片最容易積灰，積灰經(jīng)過不斷的沉積達到一定的重量后，在離心力的作用下容易將積灰甩出，但是積灰甩出后會造成葉片上積灰的重量不同，由于積灰重量的不均勻就會導致葉輪質量分布不平衡的現(xiàn)象發(fā)生，致使風機振動幅度增大。

（2）風道系統(tǒng)的振動導致風機振動。

由于風道系統(tǒng)中氣流的壓力脈動與擾動引起的振動，導致風機振動的形式是受迫振動。這是由于風機出口擴散筒進出風量以及負荷產(chǎn)生的變化造成的振動，由于進風面積的不均勻，風道局部渦流引起的振動，擋板的開閉造成的葉輪振動，機殼和風道壁剛度不夠引起振動，風機旋轉失速等都會引起風道系統(tǒng)振動，從而導致風機的被迫振動。該振動過程沒有規(guī)律，振幅著流量增加而增大。

（3）磨損引起的風機振動

風機在長時間持續(xù)的生產(chǎn)運行過程中難免會造成磨損，由于磨損造成的風機振動現(xiàn)象較為普遍，這是由于風機在運行過程中各個部分引起的磨損是不勻衡的，通常是葉片先被磨損，磨損到一定程度之后就會找引起葉片不平衡的問題，導致風機發(fā)生振動。

（4）滾動軸承異常引起的振動

例如，軸承安裝不良。當軸承裝配有問題，如軸承安裝不當，使用蠻力安裝，造成軸承變形；安裝傾斜，安裝有偏差或未安裝到位，造成軸承游隙過小。內外圈不處于同一旋轉中心，造成不同心，引起風機振動。

或者是軸承表面損壞。如采購的軸承質量不好，間隙不合理；長期超負荷運行，超壽命使用造成的疲勞破環(huán)；潤滑不到位，潤滑方式不正確或潤滑油選擇不對；異物進入造成污染等。會造成軸承表面損壞、滾珠磨損變形、滾道表面金屬剝落、座圈滾道嚴重磨損、保持架碎裂，降低軸的運轉精度，使軸承座發(fā)生振動。

（5）旋轉失速引起風機喘振

氣流沖角到達臨界值附近之后就會容易產(chǎn)生旋轉失速的現(xiàn)象，這時候氣流離開葉片凸面，造成邊界的分離現(xiàn)象，由于邊界的分離繼而會產(chǎn)生區(qū)域渦流，這時候就容易出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。風機在不穩(wěn)定工作區(qū)出現(xiàn)的風壓大幅度波動就會引起喘振，另外在喘振產(chǎn)生的同時往往會伴生旋轉氣流，但是旋轉失速只和葉輪本身有關，喘振的產(chǎn)生則與葉輪、風煙道等都相關。

（6）聯(lián)軸器異常引起的振動

由于電機軸和引風機不同心，或者電機聯(lián)軸器和引風機之間沒有預留間隙，引起軸承座和電機發(fā)生劇烈振動現(xiàn)象。主要表現(xiàn)為：振動不穩(wěn)定，隨著負荷變化，振幅在空轉時最小，滿載時最大，軸心偏差越大，振動越大；電機輸出軸側也有明顯振動，將引風機和電機聯(lián)軸器脫開，電機單獨運行，振動消失。

二、風機振動的處理方法

（1）因積灰引發(fā)風機振動的處理方法

積灰只要經(jīng)過清除就能重新保證葉輪的平衡，清除積灰通常要風機進行臨時停機，在風機停機以后由維修人員清除葉輪上的積灰，由于工作環(huán)境惡劣，積灰清除工作比較繁瑣，，存在很大的安全隱患，并且維修時間較長，影響著機組的正常運行。也可以采取一種新的積灰清理方式，即在機殼喉舌處進行改造，加裝一排不同角度的噴嘴，噴嘴結構要求低，具體角度要依據(jù)現(xiàn)場計算和研究進行確定，用沖灰水泵與噴嘴相連接，在進行清除積灰的時候將沖灰水作為沖洗積灰的動力介質，在停風機的瞬間迅速打開閥門，利用葉輪的慣性作用噴洗葉片。該種除灰方式具有對葉片磨損小、清灰范圍大、除灰徹底效果好等優(yōu)點。

（2）風道振動的處理方法

風道振動引起的風機振動往往容易被忽視，當風機出口擴散筒負荷出現(xiàn)變化的時候振動也會產(chǎn)生變化，負荷與振動幅度成正比。這種情況下處理措施主要有：加固風道、加固蝸殼、堅固螺絲、加固底座，或者是在擴散筒出口端設立一個可以移動的支點，這種改變能夠在負荷產(chǎn)生變化的時候進行調整從而消除風機振動。

（3）磨損引起的風機振動的處理方法

對于磨損葉片的處理需要對風機進行臨時停機，維修或者更換風機葉片。在日常生產(chǎn)過程中就要對風門擋板進行定期維護，及時解決風門擋板漏風的問題，保證一個良好的工作環(huán)境，避免粉塵顆粒對葉片的沖擊作用，防止風機出現(xiàn)大的故障。

（4）滾動軸承異常引起的振動處理方法

在由于滾動軸承異常引起振動的時候，要立即停止風機運行，更換軸承，通過選用合格的軸承、合格的潤滑油，采用正確的潤滑方式降低此類振動發(fā)生的頻次。

（5）旋轉失速引起的振動處理方法

旋轉失速的檢測一般使用失速探針即可進行檢測，但是這種方式在實際工作中存在一定的缺陷，煙氣中的灰塵灰造成失速探針的堵塞，并且現(xiàn)場條件振動較大，但實際運行中有兩種原因使差壓開關容易出現(xiàn)誤動作：煙氣中灰塵堵塞失速探針測量孔和現(xiàn)場條件振動大。這種方式的應用保護可靠性較差。風機的不斷完善對旋轉失速的處理有了更好的解決方式，現(xiàn)在有發(fā)訊的方式，這種方式能夠更好的保證風機的持續(xù)運行，減少停運，具體措施就是一旦出現(xiàn)旋轉失速或者喘振之后立刻采取措施使風機脫離，從而保證風機的正常進行。

（6）聯(lián)軸器異常引起的振動處理方法

重新找正聯(lián)軸器中心并進行調整，降低電機軸和引風機不同心度；合理預留引風機和電機聯(lián)軸器之間的間隙。

結束語

風機振動故障是生產(chǎn)運行中最常見的現(xiàn)象，只要振動幅度在可控制范圍之內，就不會造成太大的影響。但是，在風機的振動超標后，會引起電機地腳螺栓松動、軸承座或軸承的損壞、電機燒損發(fā)熱、葉片和風道損壞等故障問題，影響了風機的安全運行，降低了風機工作性能，導致風機無法正常運轉。嚴重的可能因振動造成事故，引發(fā)設備著火或對作業(yè)人員造成人身傷害，造成嚴重的經(jīng)濟損失和危害人身健康。因此，必須在生產(chǎn)過程中對風機的振動幅度進行測量，并記錄數(shù)據(jù)，總結發(fā)生故障的原因和經(jīng)驗，及時采取相應的風機故障解決措施，提高風機的運行效率。

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