锅炉引风机振动原因分析及处理

2019-06-03韩建生冯江涛

中国设备工程 2019年9期

韩建生，冯江涛

（陕西延长石油(集团)有限责任公司炼化公司延安炼油厂热动力车间，陕西延安 727406）

风机振动是运行中常见的现象，只要在振动控制范围内，不会造成太大的影响。但是风机的振动超标后，会引起轴承座或电机轴承的损坏、电机地脚螺栓松动、风机机壳、叶片和风道损坏、电机烧损发热等故障，使风机工作性能降低，甚至导致根本无法工作。严重的可能因振动造成事故，危害人身健康及工作环境。所以查找风机振动超标的原因，并针对不同的现象分析原因采取恰当的处理办法，往往能起到事半功倍的效果。

1 背景阐述

2016年6～9月，我厂循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝除尘改造，3台引风机改造更新，生产厂家为陕鼓通风设备有限公司生产制造，型号为AI3370-1.0765，为轴向进气的单悬臂式结构，锅炉烟气温度115～135℃。自2018年2月23日以来，3台引风机相继多次发生运行振动大问题，振动烈度最高达32mm/s。机动设备部组织分析诊断振动原因为叶轮存在不平衡量所致，及时组织安排对引风机进行检修，并进行在线动平衡实验处理，引风机正常运行一段时间后，振动出现波动增大，影响风机的安全平稳运行，对锅炉的运行造成影响。

2 检修过程

2018年2月23日2：00，检修发现1#引风机轴承箱振动大（径向振动烈度32mm/s，轴向2.3mm/s），停机停炉检修：风机解体更换22338轴承两盘，地脚螺栓检查加垫板6块，对中检查正常，风机安装试运行，振动值无明显变化；3月2日，风机检修叶轮做在线动平衡校正；3月5日，安装试运行，运行正常（振动烈度轴向2.2mm/s，径向1.8mm/s）。

2018年3月6日，2#引风机轴承箱振动较大（径向振动烈度11.3mm/s，轴向1.9mm/s），风机检查检测，现场诊断振动原因为叶轮存在不平衡量所致，进行现场动平衡实验校正，增加配重150g，试运行正常（轴向振动烈度2.0mm/s，径向2.4mm/s），备用。

4月27日23：30，检查发现引风机径向振动增大至10.6mm/s。4月30日停机检修：叶轮清理，对中找正检查，现场动平衡检查校正，试运行正常，振动烈度为径向2.3mm/s，轴向2.7mm/s。

4月27日11：00，为防止烟气倒串对风机及除尘器造成腐蚀损坏，启3#引风机，启动后风机振动明显，轴向振动烈度7.6mm/s，径向29.6mm/s，运行异常。停机检修：叶轮清理除锈，轴承检查，轴承箱清洗检查，对中找正检查，轴安装水平度检查，现场动平衡检查校正，4月29日，试运行振动烈度降低至轴向2.4～2.6mm/s，径向5.1～6.3mm/s。5月19日21：00，启3#引风机，检测振动烈度为径向2.3mm/s，轴向5.2～6.2mm/s，风机监护运行。5月21日，风机振动烈度值降低，径向1.7mm/s，轴向2.8～3.2mm/s，密切监护运行。

10月10日，3#引风机轴承箱振动大（径向振动烈度6mm/s，轴向8.9mm/s），停机检修：风机解体更换22338轴承两盘，对中检查正常，做在线动平衡校正；运行正常（振动烈度轴向3.5mm/s，径向2.4mm/s）。

3 原因分析及处理

我车间用HY-101测振仪对主要风机泵的振动进行定期测量，并记录数据，测得数据显示：引风机发生振动均是径向振动值较大，而轴向较小。结合生产实际中出现的故障现象对风机的振动原因作出了如下总结，并提出了相应的检修处理措施。

3台引风机发生的振动中，大多数是由于转子系统质量不平衡引起的。而造成转子质量不平衡的原因主要有叶轮出现不均匀的磨损或腐蚀；叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物；叶轮补焊后未做动平衡；叶轮上零件松动或连接件不紧固等。

检修过程中发现3#引风机叶轮结盐、积灰、腐蚀严重（图1），1#、2#引风机叶轮无明显结盐、积灰情况，表面有轻微的锈蚀。3#引风机在叶轮清理结盐积灰后试运行，振动值未有明显降低，也未增加，并且叶轮表面的积盐、积灰情况呈均布状态，主要分布在叶轮进气端的轴毂部位，所产生的不平衡量对整个转子系统的平衡量影响不大。分析认为，叶轮积盐、积灰不是发生振动的主要原因。

3#引风机在叶轮清理锈渣后试运行，振动值有所降低；并且叶轮表面的锈渣主要均布在整个叶轮背侧平面上（图2），分析认为，在锈渣到达一定的厚度后，在风机运行的振动以及烟气的冲刷下会出现局部脱落，产生新的不平衡量，风机运行振动增大，对风机安全运行造成影响。

图1 3#引风机叶轮进气侧结盐积灰

图2 叶轮背侧锈蚀锈渣

该引风机叶轮焊接工作量大（直径为2.67m，重量2012kg），在投入运行前并未进行有效的热处理来消除应力，叶轮内或存在有残余的热应力未完全释放。在运行过程中（或某个时间点），残余应力释放造成叶轮局部变形，引起叶轮动不平衡，导致风机运行振动。咨询厂家技术人员及查阅文献了解到，此情况在该型式风机上也有发生，但是多数风机出现振动是在投入运行后三个月内，进行平衡处理后运行正常。我车间引风机在运行1年多时间后相继发生振动，进行叶轮在线平衡试验处理后（图3），三台引风机运行振动值均降低到正常运行值范围内。

图3

经咨询了解及查阅文献了解到，叶轮刚性不足导致叶轮变形，引起叶轮产生不平衡量，也是导致风机运行振动的一个原因。我车间三台引风机在冷态试运与带负荷运行工况下的振动有所不同，1#引风机运行工况较试运工况的振动偏大，3#引风机运行工况较试运工况的振动偏小。故分析认为，叶轮刚性不足，导致叶轮变形产生新的不平衡量对风机运行振动有一定的影响。

引风机改造更新后，风量、风压增加，烟道设计尺寸为2m×1.5m，而风机出口挡板门设计利旧，挡板门尺寸1m×0.9m，设计不合理，风机运行过程中可能存在憋压、喘振情况，引起风机运行振动。

根据对风机振动原因的分析，诊断我厂三台引风机振动的主要原因为：叶轮内存在有残余的热应力未完全释放，导致叶轮变形生产不平衡量；叶轮腐蚀产生的锈渣掉落，生产不平衡量；叶轮存在强度不足引起变形，产生不平衡量。