一种轴流式送风机的振动故障诊断及现场动平衡探究

骆仁达，王羽，郭容赫

（华电电力科学研究院有限公司东北分公司，辽宁 沈阳 110000）

1 前言

送风机作为大型旋转设备是火力发电厂重要的辅机之一，它克服空预器、风道等阻力，提供新鲜空气使燃料得到充分燃烧，其工作状态不但影响火力发电厂的经济，还影响火力发电厂的安全。旋转设备机械故障类型多种多样，其中转子不平衡引起的振动故障是最常见的一种。在现场对不平衡转子进行动平衡即在其工作状态相同的转速、安装条件、支撑条件和负载的情况下，对风机进行动不平衡矫正，这是目前使用风机的厂家普遍采用的一项技术，实践表明，该技术在转动设备平衡检验中应用效果比离线动平衡检验效果好，工作量小，节约费用支出。本文通过对某电厂送风机的振动故障处理来阐述风机的动平衡处理过程。

2 风机概况

该电厂的送风机是动叶可调轴流式风机，其送风量的调节主要依靠改变叶片角度来实现，在每个叶片上都附加传动连杆，叶片角度的改变是由一套复杂的液压传动机构完成的，整个机构异常复杂，对部件的安装和磨损要求都很高。

该风机工作转速为1500r/min，远低于临界转速，属于刚性转子。1号轴承水平、2号轴承垂直振动偏大，因此，在传感器数量有限的情况下，仅在1号轴承水平、2号轴承座垂直位置上安装速度传感器，使用振动数据采集仪，将输入速度转换成与其成比例的电信号，用于测量轴承座绝对振动。转子结构与轴承分布如图1所示。

图1 转子结构与轴承分布简图

转轴旁安装光电传感器，利用光电传感器发出的红外线光信号入射到贴有反光带的转轴上，转轴转动时，反光带对投射光点的反射率发生变化，并转换成脉冲信号，来测量相位。

3 故障诊断

某日该送风机启机，达到工作转速1500r/min时由于振动大跳机（轴承振动跳机值7.1mm/s），1号轴承水平振动7.8mm/s，2号轴承垂直振动17.2mm/s。通过频谱分析发现振动以工频为主，说明转子存在质量不平衡、转子不对中、碰磨等可能，通过现场检查发现对轮处与防护罩发生碰磨，同时转子中心不正，经过检修解决碰磨问题，同时转子中心重新找正。

检修后重新启机，达到1500r/min时仍然由于振动大跳机。1号轴承水平振动增大至19.9mm/s，但2号轴承垂直振动8.2mm/s，有明显降低，说明检修工作消除了一定的影响因素，此时，振动主要由不平衡引起，可采取现场动平衡手段消除振动。

4 现场动平衡

通过计算，在叶轮上焊接180g平衡块，加重后启机，达到工作转速1500r/min时，1号轴承水平振动降低至18.6mm/s，2号轴承垂直振动降低至4.7mm/s。振动有所减小，加重起到一定效果，只是加重质量不够，利用影响系数法计算继续加重的质量和相位。

通过计算，继续在叶轮上焊接170g平衡块，加重后启机，达到工作转速1500r/min时，1号轴承水平振动降低至13.8mm/s，2号轴承垂直振动降低至3.39mm/s，振动继续减小，但加重质量仍然不够，利用影响系数法计算继续加重的质量和相位。

通过计算，继续在叶轮上焊接318g平衡块，加重后启机，达到工作转速1500r/min时，1号轴承水平振动降低至12.4mm/s，2号轴承垂直振动降低至3.13mm/s。

通过长时间运行发现，1号轴承水平振动随时间呈逐渐降低趋势，1min后突然减小到3.65mm/s，后通过打开、关闭动叶转角，发现打开动叶转角振动明显增大，关闭动叶转角振动明显减小，如图2所示。

图2 振动趋势图

通过现场检查发现，某一动叶与其他动叶开度不一致，运行中会产生一定的不平衡量，由于工期要求暂时无法对叶片进行进一步检修，只能先通过继续加重消除这部分不平衡量。

通过计算，拆除之前焊接的318g平衡块，再另一角度加重323g平衡块，加重后启机，达到工作转速1500r/min时，1号轴承水平振动降低至1.66mm/s，2号轴承垂直振动降低至1.16mm/s。

通过打开、关闭动叶转角，振动无明显变化，稳定运行30min，振动均维持在2mm/s以内，且较为稳定，不再增长，达到运行要求。

5 结语

（1）转子初始振动较大，1号轴承水平振动达到7.8mm/s，2号轴承垂直振动达到17.2mm/s，均超过标准要求，经中心找正后，1号轴承水平振动19.9mm/s，2号轴承垂直振动8.2mm/s，2号轴承垂直振动有所降低，中心找正起到一定效果，但1号轴承水平振动反而增大，说明转子仍可能存在不对中的问题。

（2）根据频谱分析，转子振动以工频为主，转子可能存在质量不平衡、转子不对中等问题，分别在三处加重180g、170g、323g平衡块，使得1号轴承水平振动将至1.66mm/s，2号轴承垂直振动将至1.16mm/s，满足运行要求。

（3）运行中动叶转角开关时，存在某一动叶与其他动叶开度不一致，产生了一定的不平衡量，使振动增大，此次动平衡消除了这部分不平衡量，使振动暂时满足运行要求，但长期运行仍存在安全隐患，建议电厂利用检修机会解体检查并处理。