凉水塔风机振动原因分析及处理措施

陈 爽

（大庆石化公司水气厂，黑龙江大庆 163000）

0 引言

风机是凉水塔运行过程中的重要设备，必须对其运行状况进行实时监测，进而及时、准确发现风机运行过程中出现的非正常振动现象，通过对其故障原因的准确分析，实现对振动故障的有效诊断与处理。风机在运行过程中，表现最为明显的运行隐患就是非正常振动，若是不及时采取有效措施进行处理，将会出现生产事故。所以，对凉水塔风机振动原因进行深入分析，进而探讨相关解决对策是极为必要的。

1 凉水塔风机振动原因分析

1.1 转子质量不均衡

在诸多引发风机振动性故障的原因当中，由于回转质量平衡程度不足而导致的振动是较为常见而且普遍的现象。风机运行过程中，由于转子零部件在设计方面存在不足，又或者转子质量出现偏心等，这些都将会导致转子回转质量不平衡问题，进而引起风机振动。组成风机的转子系统结构中，主要包括了轴承、叶轮以及其他装配零件等，这些组成转子的部件在生产过程中由于过程控制质量问题而导致零件中出现沙眼、气孔等问题，或者在零件加工过程中出现误差或者装配偏心。导致转子系统在运行是出现附着物不均匀堆积在风机上，对转子系统造成腐蚀影响，进而使得转子出现磨损、变形、紧固件脱落等，这些都将造成风机转子运行过程发生质心偏移，引起风机转子质量不平衡而导致风机发生振动。此外，风机转子系统中转子发生弯曲或者出现热度不平衡，或者对中不良，也会产生转子不平衡现象，因此转子偏心质量及偏心距大小、转子转速大小是影响风机出现不平衡振动的3 大因素。

1.2 转子不对中

电机转子不对中也是引发风机振动故障的主要原因之一。造成转轴不对中的主要原因通常表现在2 个方面：①联轴器不对中。转子之间的动能传递是通过联轴器连接实现的，若是连接时的对中效果不佳，将导致联轴器在长时间运行过程中出现明显磨损，造成风机的基座发生下沉进而引发连轴器不对中的振动故障，同时转子运行温度发生变化也可能会导致联轴器对中不良问题，造成风机的不正常振动。②转子两端的轴承与转子轴径出现不对中。转子两端轴承的同轴度不高、基座发生变形、轴承座松动以及零件损坏等，都是造成滚动轴承不对故障的影响因素，尤其是轴承上可否形成一层良好的油膜，对于转子不对中故障的发生有着直接的关系。

1.3 滚动轴承异常

若是风机轴承的零件质量不达标，则会在运行过程中发生倾斜、弯曲等现象，使得轴心线与轴承的内圈不能很好的重叠，在这样的运行状态下风机旋转产生轴向力出现偏差二导致滚动轴承运行异常，出现螺母松动等现象，进而导致风机非正常振动。滚动轴承异常故障导致的振动问题，其基本特征是最大的振动数值产生于轴向之间，且振动频率与旋转频率基本相同。此外，因为滚动轴承运转时，表面的润滑程度不够，零件质量不达标或者由于长期碰撞而出现质量问题，使得轴承箱缝隙变得过窄或者过宽，使得轴承箱的表层出现扭曲、破裂或者错位，并且对轴承形成较大、较高频率的冲击力度，引起风机振动。对于此种情况，将加速传感器固定于轴承的底座位置，对高频冲击及风机振动频率进行实时监测，对最大振动幅度的方向进行确定，进而较好的掌握轴承的异常情况。

1.4 叶片倾角大

根据风机检修相关规定可知，调整轴流风机叶片角度在19.5°～22.5°。如若叶片倾角大、高负荷，则会消耗大量电机功率，大幅增加风机的振值。要想能够将风机振动和叶片倾角的关系，在保持其他条件一致的前提下，将叶片倾角改变，在对风机振幅进行测量，具体振值和叶片倾角的关系如图1 所示。由图1 可知，每当叶片倾角加大1°，则其振动值加大约10 μm。

2 凉水塔风机振动处理措施分析

2.1 转子不平衡振动处理措施

回转件结垢以及回转件磨损，是回转件在运行过程中出现不平衡的主要原因。循环风机发挥的主要作用则是对利用收尘设备对粉尘颗粒进行收集，而未进入收尘设备的粉尘高速通过循环风机，使得循环风机的叶片不断地受到冲刷。久而久之，在叶片排风出口面就会发生刀刃形状的磨损，并且这种磨损通常是无规律的，所以导致了回转件出现不平衡状态。为此，首先应确保叶片等零部件的质量，加强对零部件质量的检测，避免出现气泡、沙眼等质量问题，提高零部件的耐冲刷效果。其次，提高零部件加工的标准化，提高其耐腐蚀性，避免转子等由于污垢的附着而遭到腐蚀，进而使预防转子出现变形、磨损、脱落等问题。再者，做好转子运行系统的散热措施，避免热度不平衡造成风机的非正常振动。此外，还应做好对转子偏心质量、偏心距大小、转子转速大小的因素的有效控制，避免风机出现不平衡振动问题。

图1 叶片倾角与振动值关系曲线

2.2 联轴器不对中处理措施

风机出现不对中故障而引起异常振动，主要是由于风机的转子轴心线与电机的轴承中心线发生偏移，进而发生不对称现象。对于风机转子系统出现不对中原因分析，具体主要包括3 个方面。一方面是由于轴承气隙过大，或者滚珠出现锈蚀状况。这一现象主要是由于润滑程度不够或者润滑油质量问题导致的，轴承、滚珠的运行不顺畅极易引起风机转子的不对中振动，应结合具体情况更好转子系统的轴承或者滚珠。另一方面是由于轴承座受到较长时间的振动而发生偏移导致不对中问题。风机在运行过程中发生振动是难以避免的，而长时间的振动会导致底座紧固螺栓松动、脱落进而造成风机的不对中而振动，其较为有效的预防方法就是加强对底座等设备的日常巡检，发现松动问题及时加固。此外，还存在由于主电机本身平衡性遭到破坏等原因引起的不对中问题。对于风机运行出现的不对中问题而造成的风机振动故障，在整体上通常采取以下处理办法。首先，确保风机主轴的水平性，通过对叶轮进行盘动、旋转，检测风机主轴水平的偏差程度进而进行有效调整；然后利用百分百等工具检测风机和电机联轴器的跳动度，确保其在运行标准范围以内，找准对中度，也可以采用激光对中仪的先进设备找准对中度。

2.3 轴承异常处理措施

对于轴承异常引起风机振动现象，首先应加强对轴承装配检测，避免装配质量问题而引起振动。确保轴颈、轴肩台较好的加工质量，避免出现轴颈弯曲以及轴承安装过程发生倾斜等问题，确保轴承内圈与轴心线标准重合，减小轴承转动产生轴向力作用对滚动轴承螺栓等造成振动。其次，应确保轴承制造质量，避免出现轴承润滑不良现象，同时注意预防异物进入轴承造成轴承卡顿，或者轴承箱间隙过宽或过小问题。再者，通过保加速传感器设置在轴承座上对轴承的振动信号进行检测，借助精密的频谱分析诊断仪器，对轴承损坏位置及程度进行分析、确定，进而判断振动故障。若是加上对轴承进行运行声音、温度、运行间隙等监控，可在出现振动问题之前进行有效的预防、检修。

2.4 对凉水塔风机叶片倾角进行适当调整

针对凉水塔风机由于叶片倾角或者是其误差较大原因而造成振动问题，笔者认为企业可以对倾角进行适当调整。为此企业应当在以下几个方面着手：首先，企业结合不同凉水塔风机风量需求以及生产实际情况将它们中配风量大的风机叶片倾角适当地调到21°±0.5°，而别的风机倾角则控制在20°±0.5°范围之内即可，如此一来不但能够使得凉水塔风机倾角变小而起到减少其振动出现概率的作用，并且对于生产风量需求也不会造成多大影响。其次，企业在对凉水塔风机叶片倾角调整工作中为了最大程度地保证精准性，必须使用万能角度规开展测量，这样有助于保证倾角调整差不超过0.5°，这样一来可以确保凉水塔风机运行实现更高稳定性，并且对于降低其振动问题出现也大有帮助。

3 结束语

随着科学技术的不断进步、发展，新的检测、维修技术、方法等的不断应用、推广，使得机械设备的管理与维修水平都得到较大程度的提升。同样，对于凉水塔风机出现的振动问题，也应基于对其导致振动发生原因的深入分析，通过对维修、预防管理经验的认真总结，采取针对性措施解决风机振动问题，以确保风机的运行质量与延长使用寿命。