涼水塔風(fēng)機振動原因分析及處理措施

陳 爽

（大慶石化公司水氣廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

風(fēng)機是涼水塔運行過程中的重要設(shè)備，必須對其運行狀況進行實時監(jiān)測，進而及時、準確發(fā)現(xiàn)風(fēng)機運行過程中出現(xiàn)的非正常振動現(xiàn)象，通過對其故障原因的準確分析，實現(xiàn)對振動故障的有效診斷與處理。風(fēng)機在運行過程中，表現(xiàn)最為明顯的運行隱患就是非正常振動，若是不及時采取有效措施進行處理，將會出現(xiàn)生產(chǎn)事故。所以，對涼水塔風(fēng)機振動原因進行深入分析，進而探討相關(guān)解決對策是極為必要的。

1 涼水塔風(fēng)機振動原因分析

1.1 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不均衡

在諸多引發(fā)風(fēng)機振動性故障的原因當中，由于回轉(zhuǎn)質(zhì)量平衡程度不足而導(dǎo)致的振動是較為常見而且普遍的現(xiàn)象。風(fēng)機運行過程中，由于轉(zhuǎn)子零部件在設(shè)計方面存在不足，又或者轉(zhuǎn)子質(zhì)量出現(xiàn)偏心等，這些都將會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)質(zhì)量不平衡問題，進而引起風(fēng)機振動。組成風(fēng)機的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，主要包括了軸承、葉輪以及其他裝配零件等，這些組成轉(zhuǎn)子的部件在生產(chǎn)過程中由于過程控制質(zhì)量問題而導(dǎo)致零件中出現(xiàn)沙眼、氣孔等問題，或者在零件加工過程中出現(xiàn)誤差或者裝配偏心。導(dǎo)致轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在運行是出現(xiàn)附著物不均勻堆積在風(fēng)機上，對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)造成腐蝕影響，進而使得轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磨損、變形、緊固件脫落等，這些都將造成風(fēng)機轉(zhuǎn)子運行過程發(fā)生質(zhì)心偏移，引起風(fēng)機轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而導(dǎo)致風(fēng)機發(fā)生振動。此外，風(fēng)機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲或者出現(xiàn)熱度不平衡，或者對中不良，也會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子不平衡現(xiàn)象，因此轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量及偏心距大小、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大小是影響風(fēng)機出現(xiàn)不平衡振動的3 大因素。

1.2 轉(zhuǎn)子不對中

電機轉(zhuǎn)子不對中也是引發(fā)風(fēng)機振動故障的主要原因之一。造成轉(zhuǎn)軸不對中的主要原因通常表現(xiàn)在2 個方面：①聯(lián)軸器不對中。轉(zhuǎn)子之間的動能傳遞是通過聯(lián)軸器連接實現(xiàn)的，若是連接時的對中效果不佳，將導(dǎo)致聯(lián)軸器在長時間運行過程中出現(xiàn)明顯磨損，造成風(fēng)機的基座發(fā)生下沉進而引發(fā)連軸器不對中的振動故障，同時轉(zhuǎn)子運行溫度發(fā)生變化也可能會導(dǎo)致聯(lián)軸器對中不良問題，造成風(fēng)機的不正常振動。②轉(zhuǎn)子兩端的軸承與轉(zhuǎn)子軸徑出現(xiàn)不對中。轉(zhuǎn)子兩端軸承的同軸度不高、基座發(fā)生變形、軸承座松動以及零件損壞等，都是造成滾動軸承不對故障的影響因素，尤其是軸承上可否形成一層良好的油膜，對于轉(zhuǎn)子不對中故障的發(fā)生有著直接的關(guān)系。

1.3 滾動軸承異常

若是風(fēng)機軸承的零件質(zhì)量不達標，則會在運行過程中發(fā)生傾斜、彎曲等現(xiàn)象，使得軸心線與軸承的內(nèi)圈不能很好的重疊，在這樣的運行狀態(tài)下風(fēng)機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生軸向力出現(xiàn)偏差二導(dǎo)致滾動軸承運行異常，出現(xiàn)螺母松動等現(xiàn)象，進而導(dǎo)致風(fēng)機非正常振動。滾動軸承異常故障導(dǎo)致的振動問題，其基本特征是最大的振動數(shù)值產(chǎn)生于軸向之間，且振動頻率與旋轉(zhuǎn)頻率基本相同。此外，因為滾動軸承運轉(zhuǎn)時，表面的潤滑程度不夠，零件質(zhì)量不達標或者由于長期碰撞而出現(xiàn)質(zhì)量問題，使得軸承箱縫隙變得過窄或者過寬，使得軸承箱的表層出現(xiàn)扭曲、破裂或者錯位，并且對軸承形成較大、較高頻率的沖擊力度，引起風(fēng)機振動。對于此種情況，將加速傳感器固定于軸承的底座位置，對高頻沖擊及風(fēng)機振動頻率進行實時監(jiān)測，對最大振動幅度的方向進行確定，進而較好的掌握軸承的異常情況。

1.4 葉片傾角大

根據(jù)風(fēng)機檢修相關(guān)規(guī)定可知，調(diào)整軸流風(fēng)機葉片角度在19.5°～22.5°。如若葉片傾角大、高負荷，則會消耗大量電機功率，大幅增加風(fēng)機的振值。要想能夠?qū)L(fēng)機振動和葉片傾角的關(guān)系，在保持其他條件一致的前提下，將葉片傾角改變，在對風(fēng)機振幅進行測量，具體振值和葉片傾角的關(guān)系如圖1 所示。由圖1 可知，每當葉片傾角加大1°，則其振動值加大約10 μm。

2 涼水塔風(fēng)機振動處理措施分析

2.1 轉(zhuǎn)子不平衡振動處理措施

回轉(zhuǎn)件結(jié)垢以及回轉(zhuǎn)件磨損，是回轉(zhuǎn)件在運行過程中出現(xiàn)不平衡的主要原因。循環(huán)風(fēng)機發(fā)揮的主要作用則是對利用收塵設(shè)備對粉塵顆粒進行收集，而未進入收塵設(shè)備的粉塵高速通過循環(huán)風(fēng)機，使得循環(huán)風(fēng)機的葉片不斷地受到?jīng)_刷。久而久之，在葉片排風(fēng)出口面就會發(fā)生刀刃形狀的磨損，并且這種磨損通常是無規(guī)律的，所以導(dǎo)致了回轉(zhuǎn)件出現(xiàn)不平衡狀態(tài)。為此，首先應(yīng)確保葉片等零部件的質(zhì)量，加強對零部件質(zhì)量的檢測，避免出現(xiàn)氣泡、沙眼等質(zhì)量問題，提高零部件的耐沖刷效果。其次，提高零部件加工的標準化，提高其耐腐蝕性，避免轉(zhuǎn)子等由于污垢的附著而遭到腐蝕，進而使預(yù)防轉(zhuǎn)子出現(xiàn)變形、磨損、脫落等問題。再者，做好轉(zhuǎn)子運行系統(tǒng)的散熱措施，避免熱度不平衡造成風(fēng)機的非正常振動。此外，還應(yīng)做好對轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量、偏心距大小、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大小的因素的有效控制，避免風(fēng)機出現(xiàn)不平衡振動問題。

圖1 葉片傾角與振動值關(guān)系曲線

2.2 聯(lián)軸器不對中處理措施

風(fēng)機出現(xiàn)不對中故障而引起異常振動，主要是由于風(fēng)機的轉(zhuǎn)子軸心線與電機的軸承中心線發(fā)生偏移，進而發(fā)生不對稱現(xiàn)象。對于風(fēng)機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)出現(xiàn)不對中原因分析，具體主要包括3 個方面。一方面是由于軸承氣隙過大，或者滾珠出現(xiàn)銹蝕狀況。這一現(xiàn)象主要是由于潤滑程度不夠或者潤滑油質(zhì)量問題導(dǎo)致的，軸承、滾珠的運行不順暢極易引起風(fēng)機轉(zhuǎn)子的不對中振動，應(yīng)結(jié)合具體情況更好轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的軸承或者滾珠。另一方面是由于軸承座受到較長時間的振動而發(fā)生偏移導(dǎo)致不對中問題。風(fēng)機在運行過程中發(fā)生振動是難以避免的，而長時間的振動會導(dǎo)致底座緊固螺栓松動、脫落進而造成風(fēng)機的不對中而振動，其較為有效的預(yù)防方法就是加強對底座等設(shè)備的日常巡檢，發(fā)現(xiàn)松動問題及時加固。此外，還存在由于主電機本身平衡性遭到破壞等原因引起的不對中問題。對于風(fēng)機運行出現(xiàn)的不對中問題而造成的風(fēng)機振動故障，在整體上通常采取以下處理辦法。首先，確保風(fēng)機主軸的水平性，通過對葉輪進行盤動、旋轉(zhuǎn)，檢測風(fēng)機主軸水平的偏差程度進而進行有效調(diào)整；然后利用百分百等工具檢測風(fēng)機和電機聯(lián)軸器的跳動度，確保其在運行標準范圍以內(nèi)，找準對中度，也可以采用激光對中儀的先進設(shè)備找準對中度。

2.3 軸承異常處理措施

對于軸承異常引起風(fēng)機振動現(xiàn)象，首先應(yīng)加強對軸承裝配檢測，避免裝配質(zhì)量問題而引起振動。確保軸頸、軸肩臺較好的加工質(zhì)量，避免出現(xiàn)軸頸彎曲以及軸承安裝過程發(fā)生傾斜等問題，確保軸承內(nèi)圈與軸心線標準重合，減小軸承轉(zhuǎn)動產(chǎn)生軸向力作用對滾動軸承螺栓等造成振動。其次，應(yīng)確保軸承制造質(zhì)量，避免出現(xiàn)軸承潤滑不良現(xiàn)象，同時注意預(yù)防異物進入軸承造成軸承卡頓，或者軸承箱間隙過寬或過小問題。再者，通過保加速傳感器設(shè)置在軸承座上對軸承的振動信號進行檢測，借助精密的頻譜分析診斷儀器，對軸承損壞位置及程度進行分析、確定，進而判斷振動故障。若是加上對軸承進行運行聲音、溫度、運行間隙等監(jiān)控，可在出現(xiàn)振動問題之前進行有效的預(yù)防、檢修。

2.4 對涼水塔風(fēng)機葉片傾角進行適當調(diào)整

針對涼水塔風(fēng)機由于葉片傾角或者是其誤差較大原因而造成振動問題，筆者認為企業(yè)可以對傾角進行適當調(diào)整。為此企業(yè)應(yīng)當在以下幾個方面著手：首先，企業(yè)結(jié)合不同涼水塔風(fēng)機風(fēng)量需求以及生產(chǎn)實際情況將它們中配風(fēng)量大的風(fēng)機葉片傾角適當?shù)卣{(diào)到21°±0.5°，而別的風(fēng)機傾角則控制在20°±0.5°范圍之內(nèi)即可，如此一來不但能夠使得涼水塔風(fēng)機傾角變小而起到減少其振動出現(xiàn)概率的作用，并且對于生產(chǎn)風(fēng)量需求也不會造成多大影響。其次，企業(yè)在對涼水塔風(fēng)機葉片傾角調(diào)整工作中為了最大程度地保證精準性，必須使用萬能角度規(guī)開展測量，這樣有助于保證傾角調(diào)整差不超過0.5°，這樣一來可以確保涼水塔風(fēng)機運行實現(xiàn)更高穩(wěn)定性，并且對于降低其振動問題出現(xiàn)也大有幫助。

3 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步、發(fā)展，新的檢測、維修技術(shù)、方法等的不斷應(yīng)用、推廣，使得機械設(shè)備的管理與維修水平都得到較大程度的提升。同樣，對于涼水塔風(fēng)機出現(xiàn)的振動問題，也應(yīng)基于對其導(dǎo)致振動發(fā)生原因的深入分析，通過對維修、預(yù)防管理經(jīng)驗的認真總結(jié)，采取針對性措施解決風(fēng)機振動問題，以確保風(fēng)機的運行質(zhì)量與延長使用壽命。