柳钢烧结厂球团风机在线动平衡的探究与应用

苏志保 李时鹏

摘 要：风机在线动平衡校验是一种较为先进的设备检修方法，通过检验对风机的叶轮不平衡等引起的设备振动、高温等问题有着非常明显的效果，时间短，费用低，效果好，但是它对操作者的造作水平和要求较高，并且部分设备问题情况复杂，近期烧结厂球团风机振动大较难解决，最终通过积累的专业技术与灵活的运用知识对该项目进行了攻关。

关键词：球团风机 振动 在线动平衡 叶轮不平衡

引言：柳钢烧结厂120T球团助燃风机振动大，我公司接到烧结厂委托，120T球团助燃风机需要进行在线动平衡校验，接到任务后，公司安排2名技术人员对风机进行动平衡检测，经过2天的时间，振动不但没有降低反而增大了。因此，根据风机振动情况，逐一排查引发振动的原因，并及时采取措施进行检修处理。

1 分析风机振动的原因

1.1 设备基础的稳固性

离心风机通过基座和螺栓固定在设备基础上，如果设备基础不稳固，出现松动或开裂的现象，无论怎么调整风机或电机的固定紧力，都会有振动偏大的情况，此时只能重新加固设备基础或重新制作设备基础才能消除振动。因此，风机振动与设备基础的稳固性有直接关系。

1.2 风机系统地脚螺栓的紧固力

在风机基础稳固的情况下，基座与设备基础通过锚栓连接，十分稳固。而风机（风箱、轴承箱、电机）与基座通过地脚螺栓固定连接，若连接紧固力不够出现松动，极易造成风机运行过程中振动。典型故障特征为：径向水平振动值不稳定;铅锤方向振动大，而且轴承座比刚性基础振动值明显偏高，频谱中出现高次谐波，并且呈现逐阶递减趋势。处理方法是检查各个地脚螺栓的紧力，将松动的螺栓进行紧固处理。因此，地脚螺栓的紧力也直接影响风机振动。

1.3 联轴器对中情况

本文所述的离心风机指柳钢厂内炼铁除尘风机、引风机、排粉风机等离心风机，电机与风机通过联轴器连接。联轴器分为刚性联轴器和挠性联轴器，作用是将不同机构中的主动轴和从动轴牢固的连接在一起共同旋转，从而传递运动和扭矩。联轴器安装是否对中将直接影响风机运行振动，尤其是刚性联轴器要求比较严格，轴向和径向位差≤0.10mm。而挠性联轴器具有补偿性，补偿大小由挠性材料自身决定，其轴向和径向的位差≤0.30mm。即在此范围内，能保持风机正常运行。典型故障特征为：轴向振动大;2倍频出现峰值。若出现以上情况，则需要停运风机，对联轴器进行重新找正对中，才能消除风机振动。

1.4 风机轴承质量

转子通过轴承进行高速旋转，而轴承分别固定在轴承箱和电机内，大型风机一般有推力轴承和支撑轴承，轴承的一个重要指标是轴承游隙，轴承的转动通过间隙来完成，间隙过小则滚动体滚动困难，容易发热。间隙过大则会引起整个转子的振动。因此，优质的轴承其轴承游隙在一定范围内（不同型号的轴承有不同的游隙标准），若超出这个范围则需要停机检修进行更换，否则将引起风机的振动。

1.5 电机质量

若振动是由电机引起的，需要对电机进行检查检修。可以通过断开联轴器的方法进行测试，若断开联轴器后振动仍然较大，则是电机自身问题;若断开联轴器后振动减少，则是负载机械侧出现问题。机械侧可以查找转子动平衡或转子轴承方面原因，而电机侧则需要对整个电机进行检定检测，可能的原因：①电磁原因造成电压不平衡，三相电动机缺相;②电机定子偏心、松动或绕组断线，导致定子三相电流不平衡;③转子偏心、松动或转子笼条断裂，转子铁芯变形造成定子和转子气隙不均，导致气隙磁通不平衡造成振动。

1.6 风机叶轮动平衡

风机叶轮动平衡不良或故障通常是指旋转机械的转子部件质量相对于旋转轴的轴心发生偏心时所引起的异常振动。转子不平衡通常由叶轮动平衡不良引起，所以对于转子的不平衡，首先考虑叶轮动平衡问题。导致叶轮不平衡的因素有加工公差、安装误差、制造缺陷、材质不均、部件缺失、磨损变形、异物附着等;可以通过对叶轮的检测检修进行重新调整动平衡。例如安装误差，可以通过重新测定安装位置，精度等调;材质不均以及磨损变形，可以对叶轮加装平衡块，调整其平衡;异物附着可以对其打磨处理，使异物与叶轮脱离，从使平衡得到矫正。

首先根据风机的运转状态判断振动来源，一般情况下，叶轮动平衡不好表现在风机的叶轮侧轴承径向水平振动超标，水平振动反应的是转子和叶轮的动平衡不好，叶轮侧轴承径向垂直振动，一般是由轴承间隙过大或质量问题造成，这种情况下则建议更换轴承。若判断振动来源并非是转子动平衡失效，则在线动平衡校验效果不显著，但有时通过葉轮动平衡法也可以缓解因其他原因引发的风机振动。

2 确定主要原因

通过动平衡检测仪器，手持测振仪这2种方法得到的数据进行比较。发现水平振动值远大于垂直和轴向的振动值。根据经验判断，风机叶轮动平衡问题是风机振动的主要原因，还是要通过解决叶轮的动不平衡问题才能降低振动值。

3 在线动平衡的一般操作步骤

3.1 在风机轴承座上布置振动传感器和光电传感器，沿轴成一条直线;在转轴上贴上鉴相小磁钢，与光电传感器保持水平，振动传感器拾取轴承座的振动信号，光电传感器拾取转轴转速和相位信号;

3.2 将各传感器连接到平衡机;

3.3 启动风机，在风机达到工作转速后，平衡机进行信号采集，得到各测点振动信号和转频幅值和相位A0;至此，得到振动和相位信号后保持数值，设从鉴相小磁钢位置开始，鉴相小磁钢位置为零，沿转轴转动的相反方向确定偏重相位见图1，图2。

3.4 在平衡平面内加试重Q，测得测点振动信号和转频幅值和相位A1。

3.5 计算影响系数

3.6 求校正质量P

3.7 完成现场动平衡工作。

4 球团风机在线动平衡校验实例

前文提到，经过2天的时间，运用风机在线动平衡的一般操作步骤，振动不但没有降低反而增大了。通常情况下，在线动平衡校验实在较为理想的环境下进行的，我们决定在对叶轮内部情况进行检查，如图3所示，在风机外壳底部用氧割割开一个观察口。

结果发现，叶轮内部因经常性做风机在线动平衡，内部焊着11块平衡块，使得无论技术人员怎么调整平衡块的角度和重量，振动都无法降低。通过对叶轮内部平衡块的分析（图4），我们做了个大胆的决定：将风机内部所有平衡块割除（出厂时的静平衡块除外）。

叶轮上除了出厂时的平衡块之外的平衡块被割除之后，达到了初始状态（理想化状态），再按照风机在线动平衡的一般操作步骤，很快的，风机振动值由原先的191μm降至28μm，如图5，图6所示。

5 结束语

在风机在线动平衡的实际运用中，有很多因素导致离心风机振动，必须认真分析，逐一核查，只有找到真正引起风机振动的原因并采取相应措施，才能消除振动，保证设备安全稳定运行。

参考文献

[1]程英辉，崔静波，项青春.离心风机的故障诊断与现场动平衡[J].冶金动力

[2]吕建国，程英辉，张国祥.离心风机的故障诊断及实例分析[J].冶金动力