引風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障診斷及分析

張志超

摘要：引風(fēng)機(jī)廣泛運(yùn)用于鍋爐、工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)，工廠、礦井、隧道的通風(fēng)、排塵等許多場(chǎng)合，保證引風(fēng)機(jī)的正常工作非常重要，而引風(fēng)機(jī)最常見的故障是振動(dòng)超標(biāo)。引風(fēng)機(jī)在發(fā)生振動(dòng)故障后，會(huì)造成整個(gè)風(fēng)道系統(tǒng)或是引風(fēng)機(jī)機(jī)殼的損壞，電機(jī)或是軸承因?yàn)檫^流燒毀等等，針對(duì)這些惡性后果，必須加強(qiáng)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的診斷分析，并根據(jù)分析結(jié)果制定相對(duì)應(yīng)的行之有效的解決措施。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī)；振動(dòng)故障；診斷

1振動(dòng)現(xiàn)象

某廠配備的引風(fēng)機(jī)在使用中出現(xiàn)了顯著振動(dòng)問題，幾乎每次啟動(dòng)，引風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端水平方向振動(dòng)都可能增大，以至于長(zhǎng)期無法投入正常運(yùn)行。出現(xiàn)振動(dòng)后均采用現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡的方法處理，但引風(fēng)機(jī)經(jīng)過多次動(dòng)平衡后，卻不能解決振動(dòng)問題，另外動(dòng)平衡難度也越來越大，每一次動(dòng)平衡都需要反復(fù)調(diào)整許多次，才能使振動(dòng)勉強(qiáng)合格，額定15t/h脫硫流量?jī)H能帶2t/h運(yùn)行。振動(dòng)現(xiàn)象主要為：（1）停機(jī)后再開機(jī)，即使停機(jī)時(shí)間非常短，再啟動(dòng)振動(dòng)就可能會(huì)出現(xiàn)變化；（2）正常運(yùn)行的時(shí)候，振動(dòng)隨著脫硫流量增加而增大；（3）振動(dòng)增大后采用動(dòng)平衡的辦法勉強(qiáng)可以消除，但是平衡難度很大，都需要經(jīng)過多次加重才能改善。平衡中振動(dòng)實(shí)測(cè)值與計(jì)算預(yù)期值偏差很大，影響系數(shù)也沒有規(guī)律。

2引風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障診斷分析

2.1故障診斷

采用DP1500數(shù)據(jù)采集儀對(duì)引風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)；采用系統(tǒng)軟件對(duì)采集的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傅立葉分析，可以得到引風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行的振動(dòng)頻譜圖、軸心軌跡圖、幅值圖等。最后根據(jù)振動(dòng)譜圖分析的相關(guān)方面，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)設(shè)備故障監(jiān)測(cè)和預(yù)警，主要過程包括：振動(dòng)數(shù)據(jù)采集、故障分析與診斷。然而依據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，還不可以完全確定振動(dòng)源是引風(fēng)機(jī)或者是電機(jī)，所以須采用單體試車來找到振動(dòng)源。引風(fēng)機(jī)的故障診斷及檢測(cè)過程如下：（1）斷開聯(lián)軸器，電動(dòng)機(jī)空負(fù)荷試車，以分析振源；（2）核查地腳螺栓的緊固情況，通過停車實(shí)驗(yàn)，觀察振動(dòng)譜圖是否正常，可證明電機(jī)單體試車振動(dòng)情況，進(jìn)而可排除電機(jī)松動(dòng)和聯(lián)軸節(jié)不對(duì)中等情況；（3）重新檢查電機(jī)與引風(fēng)機(jī)的軸是否同軸，主要檢查水平方向和端面口；（4）核查電機(jī)是否為振源，再核查引風(fēng)機(jī)是否為故障振動(dòng)源。

2.2故障分析

轉(zhuǎn)子在軸承中轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的激振力通過軸承座傳遞到風(fēng)筒，從風(fēng)筒傳遞到支撐部件（牛腿）和基礎(chǔ)，因此理論上從軸承座到風(fēng)筒，再到牛腿振動(dòng)應(yīng)該逐步減小。實(shí)際上振動(dòng)最大的位置在風(fēng)筒，其振動(dòng)比軸承座振動(dòng)還要大，這說明風(fēng)筒和支撐結(jié)構(gòu)存在問題。軸承座固定在風(fēng)筒里，風(fēng)筒的擺動(dòng)必然也會(huì)帶動(dòng)軸承座隨之?dāng)[動(dòng)，造成軸承座的振動(dòng)增大。從風(fēng)筒的振型來看，兩側(cè)振動(dòng)相位相差180°，說明沿軸向風(fēng)筒在左右擺動(dòng)。風(fēng)筒通過兩排牛腿以及擴(kuò)壓端與基礎(chǔ)連接，如果這幾個(gè)位置剛度不足或者固定不牢固，必然會(huì)造成風(fēng)筒的擺動(dòng)。激振力通過軸承座傳遞到風(fēng)筒，再傳遞到牛腿和基礎(chǔ)，理論上兩個(gè)牛腿受力應(yīng)該是均勻的，但是風(fēng)筒兩側(cè)牛腿的振動(dòng)不一致，說明其兩側(cè)牛腿的剛度存在差別。另外，每次動(dòng)平衡都要反復(fù)調(diào)整才能勉強(qiáng)將振動(dòng)降低，平衡重量分布，影響系數(shù)也沒有規(guī)律，因此也不排除轉(zhuǎn)子上存在活動(dòng)部件。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子無中心孔，葉片為焊接結(jié)構(gòu)，采用靜葉可調(diào)，如果轉(zhuǎn)子有問題，那么可能葉輪腔室內(nèi)存在活動(dòng)部件。

3引風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障的處理措施

3.1葉片磨損及積灰引起振動(dòng)超標(biāo)及處理措施

任何機(jī)器設(shè)備在運(yùn)行時(shí)間久后都出現(xiàn)磨損，磨損現(xiàn)象嚴(yán)重后便會(huì)引起風(fēng)機(jī)的作用力失去平衡，進(jìn)而引發(fā)引風(fēng)機(jī)的振動(dòng)故障，并且這種振動(dòng)過程是逐步上升的。針對(duì)這種振動(dòng)故障常采用的方法是，待引風(fēng)機(jī)工作結(jié)束后，在引風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)作平衡的配比試驗(yàn)。試驗(yàn)過程是：首先在機(jī)殼喉舌徑向?qū)χ~輪處增加一個(gè)手孔門，因?yàn)檫@個(gè)地方距離葉輪外圓邊緣最近，操作員在風(fēng)機(jī)外邊對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行操作；然后在振動(dòng)發(fā)生后把風(fēng)機(jī)停下，把手孔門啟開，在機(jī)殼外對(duì)葉輪進(jìn)行配重，通過“三點(diǎn)法”或“四點(diǎn)法”找到質(zhì)量不平衡點(diǎn)；最后是找到不平衡點(diǎn)后，計(jì)算不平衡質(zhì)量并在該處增加或減少相應(yīng)的質(zhì)量。在引風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，由于氣體流入葉輪后，氣體和旋轉(zhuǎn)的葉片工作面有一定的角度差，這就會(huì)導(dǎo)致氣體在葉片的非工作面產(chǎn)生旋渦，由于旋渦的作用，導(dǎo)致氣體中的灰粒沉積在非工作面上，當(dāng)積灰到達(dá)一定的重量時(shí)，大塊的積灰被葉輪旋轉(zhuǎn)離心力甩出。最后由于葉片的積灰不均勻造成葉輪質(zhì)量分布不平衡，結(jié)果引起引風(fēng)機(jī)振動(dòng)瞬間增大。鑒于此，可采用安裝噴嘴的形式來沖刷葉片上的積灰，將噴嘴設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)部的喉結(jié)處，與沖擊水泵相連，對(duì)其排列形式要構(gòu)成合適的角度，實(shí)時(shí)的沖擊葉片上的積灰。待到風(fēng)機(jī)工作停止的瞬間立即打開水泵閥門，利用葉輪的慣性放出沖灰水。

3.2軸承損壞引起的振動(dòng)超標(biāo)及解決措施

軸承損壞也是引風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)的常見原因：軸承安裝不好、潤(rùn)滑不當(dāng)或達(dá)到疲勞壽命會(huì)引起軸承剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等現(xiàn)象，從而引起軸承的振動(dòng)超標(biāo)，這些問題一般在軸承振動(dòng)測(cè)量中反映出來。所以，通過采用特殊的軸承振動(dòng)測(cè)量器可測(cè)量出振動(dòng)的大小，通過頻率分布可推斷出異常的具體情況。測(cè)得的數(shù)值因軸承的使用條件或傳感器安裝位置等而不同，因此，需要事先對(duì)每臺(tái)機(jī)器的測(cè)量值進(jìn)行分析比較后確定判斷標(biāo)準(zhǔn)。在確定屬于軸承損壞引起振動(dòng)偏大或超標(biāo)而必須更換軸承時(shí)，常規(guī)做法是用拉馬將軸承強(qiáng)行拔出，當(dāng)故障發(fā)生在大型引風(fēng)機(jī)時(shí)，有時(shí)還需把主軸或葉輪拆除，工作量非常大。鑒于此，下面提出新的解決辦法：當(dāng)遇到大型引風(fēng)機(jī)軸承需要更換時(shí)，可對(duì)軸承進(jìn)行破壞性拆除（因軸承損壞，已無利用價(jià)值，不必要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)），即把軸承座上蓋拆除后，用千斤頂將主軸頂起，再用火焊先將軸承外圈進(jìn)行吹斷，然后對(duì)軸承內(nèi)圈進(jìn)行急烤，迫使軸承內(nèi)圈受熱膨脹裂開，從而不需拆卸引風(fēng)機(jī)主軸和葉輪，極大地減少工作量。該辦法已成功在某電廠使用，但在操作過程中還需注意對(duì)主軸的保護(hù)。

4結(jié)束語

綜上所述，引風(fēng)機(jī)作為一項(xiàng)重要的工作設(shè)備，保障引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行十分必要。但是由于引風(fēng)機(jī)具有很多的不同種類，故障情況也不完全一致。鑒于此，在實(shí)際工作中還應(yīng)具體情況具體分析，本文僅對(duì)其中的一些常見故障進(jìn)行了分析和探究，為進(jìn)一步研究引風(fēng)機(jī)的振動(dòng)問題提供參考。

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（作者單位：中國(guó)大唐集團(tuán)有限公司赤峰分公司）