離心引風機轉子現場一次加重平衡法

發布日期：2022-04-07 瀏覽次數：719

1 概述

我廠有5臺鍋爐離心引風機，風機Y6-51№25D。這些風機是電解煙氣干法凈化工藝中的關鍵設備，只有風機正常運轉，使煙氣凈化系統正常運行，保證煙氣的集氣效率，才能保障電解煙氣排放量達到國家煙氣排放指標。引風機的不平衡是該設備正常運轉的一個重要問題，為了降低引風機的故障率，筆者就引風機的不平衡問題作一些探討。

利用振動頻譜分析儀，通過對軸承座的振動監測，發現和解決了風機不平衡的故障，降低了引風機的振動量，使振動值在正常運行范圍之內。保證了風機的正常運行，保障了生產的正常進行。

2 相對相位平衡法分析

風機轉子現場動平衡試驗，通常采用相對相位平衡法。即通過向風機轉子施加一個試加質量，造成轉子振動向量發生變化，利用這種向量的相對變化進行計算，求出轉子原始不平衡質量的大小和位置。然后，在原始不平衡的反方向適當位置，加焊一個平衡質量，使轉子得到平衡。

由上可知，相對相位平衡法必須有試加質量這一工序。即使平衡一個最簡單的轉子，也需要在已測取到原始不平衡振動數據的基礎上，至少停開機兩次，才能使轉子達到平衡。

第一次停開機：測取裝上試加質量后的振動數據。

第二次停開機：根據已測得的振動數據，采用影響系數法進行計算，求出應加平衡質量的大小和位置，再加裝到轉子上，測取振動數據。

若測得振動數據符合振動標準，則運轉生產。若測得振動數據不符合振動標準，還要進行第三次開停機。以測得剩余振動量為基數，進行計算、加重，再一次進行動平衡。

這樣，完成一次風機轉子現場動平衡試驗，風機開、停機次數較多，既影響生產，也影響大型電機的使用壽命。若只用一次加重就能完成風機轉子動平衡試驗，不但能減少電機啟動次數，提高電機使用壽命，減少對電網的沖擊，也大大減少停機時間，提高產量。為此，經過認真研究和探索，總結出了一次加重平衡法。

3 一次加重平衡法

1998年起，就對風機進行現場動平衡試驗，采用的是相對相位平衡法。經過幾年來風機轉子現場動平衡試驗，積累了較為豐富的資料和數據。通過對這些資料和數據進行認真整理分析，找出了風機轉子現場動平衡其中的一些規律，在總結規律的基礎上，探索出了一次加重平衡法。即只需測得風機轉子原始不平衡振動數據，便可找出風機轉子不平衡質量的大小和相位。這樣只需停開機一次就能完成風機轉子現場動平衡工作。

在風機轉子動平衡時，測到的振動量：振幅和相位，都是風機各軸瓦的振動位移和相位，測不到不平衡質量的大小和相位，但是測得的振動向量與原始不平衡質量之間存在一種特定規律。即

α=ψ_測－ψ

式中α為不平衡質量相位；ψ_測為測得的振動相位；ψ為對一套固定測振系統是定值。

應加平衡質量的位置β應在α的反方向，即β=α+180°。

所以，應加平衡質量的相位β=ψ_測－ψ+180°，ψ值的確定是一次加重平衡法的重要環節。幾年來，利用一次加重平衡法在Y4-73-11№29.5D和Y4-73-11№23.5D引風機轉子上進行現場動平衡應用，取得了較好的效果。

4 一次加重平衡法的實際應用（分析實例）

4.1 引風機及電機主要參數

流　　量：Ｑ＝300000ｍ^３/ｈ

全　　壓：4.488kPa

介質密度：0.745kｇ／ｍ^３

電機功率：630kW

電機轉速：990r/min

潤滑方式：30＃機械油甩油

軸承內徑：210mm

4.2 發現問題

在排煙機的狀態監測當中，發現4#排煙風機葉輪端軸承座徑向振動忽然增大。利用數據采集器將振動數據采集回來后，看到該振動有以下特點：

振動的波形接近于正弦波；

振動頻譜上1×工頻異常高，高達6.32mm/s，2×、3×、4×工頻雖然出現，但都較低。

4.3 解決動平衡問題

根據以上兩點判斷該風機為不平衡故障。用動平衡儀對該風機進行測量、處理，采用一次加重平衡法進行了現場動平衡試驗。具體步驟：

（1）測原始數值，得到的振動數據為6.32mm/s rms57°；

（2）在葉輪上任取一點A為0°，在此處加一塊290g的試重塊，啟動風機。用現場動平衡儀測得風機前軸承振動速度和相位(度)： 11.4mm/s rms 49°；

（3）動平衡儀根據以上兩次測量數據，經過動平衡儀計算后，得出352.2g location 197；

（4）取下290g的鋼板；

（5）按照動平衡儀上得出的數據，自A點反向旋轉197°處，在風葉的相應位置焊配重塊320ｇ（352.2減去焊條質量）。焊接完畢后，重新啟動風機。得到相應數據1.26mm/s rms140°（表1），風機振動值達到正常范圍，動平衡故障處理完畢。

表1 動平衡儀上的數據

	振速/（mm/s）	角度/（°）
處理前	6.32	57
加試重塊	11.4	49
處理后	1.26	140

5 經濟效益分析

一次加重平衡法做動平衡，減少了大型風機啟動次數，提高了風機軸瓦及電機使用壽命，減少了對電網的沖擊。相對相位平衡法動平衡，停開機兩次至少需用8h，而一次加重平衡法只需2 h即可完成動平衡，這樣每次減少停機6h。由于風機轉子磨損，平均每年至少進行一次動平衡，每年減少停機6h。由于電解生產的連續性，若風機異常影響供料，將造成電解槽的減產。以每停1h少產2.5t原鋁，噸鋁利潤8000元計算，6h損失2.5×8000×6＝120000元＝12萬元。利用動平衡儀，采用一次加重平衡法處理風機的不平衡故障，基本上是一次配平實現風機平衡，非常簡單實用。