风机现场三点法动平衡试验

吕旭华 来国荣

【摘 要】风机振动值是风机的重要安全参数之一，影响风机振动最主要因素就是风机轴的动平衡。本文通过运用三点法对风机找平衡试验，在解决风机振动问题的同时并对三点法进行了验证，为现场找平衡提供了一个简单实用的方法。

【关键词】振动；动平衡；三点法

1.前言

在风机的运行或调试过程中，风机的叶轮由于运输过程中叶轮有磕碰变形，或者安装时不同心，致使风机工作时振动超差，需要做现场动平衡源消除过大振动。而在实际工作过程中由于各个方面的原因，不能通过精密的仪器来测试风机的不平衡点，因此人们通常用三点法进行风机的现场动平衡。

2.设备参数及试验背景

2.1设备参数

某新建330MW电厂，用两台轴流式风机作为送风机，其参数如下：

2.2试验背景

某电厂在调试期间，其送风机B由于运行人员操作失误，风机超负荷运行（电流达到90A）9小时，风机跳闸。再次启动后发现风机振动高高跳闸，就地测量得振动值为7.4mm/s，超过风机跳闸保护值7.1mm/s。经确认为风机长时间超负荷运行，导致风机动叶特性改变，原系统平衡状态被破坏，需从新做动平衡试验。

3.方法及原理

三点法找平衡试验方法：

3.1以工作转速启动转子，测量和记录原始振动幅值为O。

3.2以O为半径，画圆，如图1所示。

图1

3.3 停下转子，在转子上取三个点“A”、“B”和“C”，相隔近似120°。不一定是很准确的120°，然而三点相隔的角度必须是已知的，在我们的例子中如图2所示，“A”点是起点标注为0°。其它点标注如图2所示。

图2

3.4选择一块合适的试重，安装到转子点“A”处，此处可参考计算试加重的公式。

3.5启动转子达到正常工作转速，测量并记录此时的振动幅值记为 O+T1。

图3

3.6如图3所示，以A点为圆心，以O+T1为半径做圆。

3.7停下转子，将在A点处所加的试重移到B点处。

3.8启动转子达到正常工作转速，测量和记录新的振动幅值记为O+T2。

3.9以B点为圆心，以O+T2为半径做圆，如图4所示：

图4

3.10停下转子将在B点处的试加重量移到C点处。

3.11启动转子达到正常工作转速，测量和记录新的振动幅值记为O+T3。

3.12以C点为圆心，以O+T3为半径做圆，如图5所示

图5

注：如图5所示，从A、B、C绘制的三个圆相交于点D。

3.13从原始振幅圆的圆心“O”按图6所示方式画直线OD，该直线标记为“T”。

图6

3.14使用与画原始振动圆时相同的比例，测量直线段“T”的长度。

3.15使用下面的公式，计算修正重量：

CW=TW（O/T）

式中：CW=修正重量

TW=试加重量

O=原始不平衡振幅读数

T = 测量的结果矢量

3.16按图7所示，使用量角器，测量直线“T”与直线“OA”之间的角度，此角度即是修正重量相对于转子上的“A”点的安装角度。

图7

3.17、停下转子，从“C”点处拆下试加重，按在第15步中经过计算确定的配重，安装到经过第16步确定的角度处。

4.试验及结果

按照上述方法，如图1所示以O=7.4为半径画圆，其中7.4为风机再次启动后风机振动值。

如图2在风机转子上取A、B、C三点，夹角均为120°。

试加重量的选择原则上是，所选择的试加重量应该能使振幅和相位都产生30%的变化，风机一般在150g——300g之间，我们选择质量175g的试加块为试加重量，即TW=175。

分别加试重块在A、B、C点，启动风机到工作状态，测量风机振动值得：

在圆O上分别以A、B、C三点为圆心，以O+T1=5.7，O+T2=7.5， O+T3=12.8为半径作圆，交与点D，连接OD，通过测量得OD=5.5，且OD与OA夹角为50°。有公式CW=TW（O/T）得：

CW=175*（7.4/5.5）=235g

试验结果：在风机转子与OA夹角为50°处增加质量为235g平衡块，固定后启动风机，风机振动明显下降，为2.24mm/s，符合标准。其风机动平衡试验振动变化趋势如下图所示：

图8 风机振动趋势

5.结论

通过上述试验及试验结果表明，风机振动值从7.4mm/s下降到2.24mm/s，达到风机正常运行标准，完成了试验的预期目标，并且试验方法进行了验证。在试验中存在一定的误差，其可能原因有：

（1）数据测量存在的误差

（2）作图时带来的偏差

（3）风机工况变化带来的误差

试验验证，三点法找平衡是一个简单、实用的方法，特别是在现场为转动装置找平衡，只需要简单的工具就能准确的解决问题，在精度要求不高的情况下，可以节约资源及时间，提高了工作效率。

参考文献：

[1]顾晃.汽轮发电机组的振动与平衡.中国电力出版社，1998.

[2]张游祖.汽轮发电机组的振动与转子找平衡.水利电力出版社，1963.

[3]王汉英.转子平衡技术与平衡机.机械工业出版社，1988.

作者简介：

吕旭华，男，工程师，主要从事风机安装技术工作。