摘要：风机是一种将原动机的机械能转换为输送气体、给予气体能量的机械，工业生产中使用的风机主要为离心式风机，用于输送热量及生产中的污染气体，是大部分企业生产及环保使用的重要设备。本文结合生产实际分析了我厂锅炉三台引风机在运行过程中出现振动的故障原因及诊断，提出了一些有效的处理方法，通过叶轮加装配重方式最终消除风机振动。
关键词：风机；振动；叶轮；动平衡；腐蚀
引言
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概述
该锅炉引风机为2016年8月份新安装设备，是公司重点项目锅炉脱硫脱硝改造项目的配套设备。引风机主要性能参数为：额定风量262000Nm3/h，全压7000Pa，电机功率800KW。引风机结构形式为单吸悬臂式离心风机，叶轮直径为2465mm，叶轮材质为16Mn，风机选用整体轴承箱，轴承箱与电机共用底座。该风机由江苏南通大通宝富风机有限公司生产，型号为VR65111-2500D。锅炉引风机自2016年8月安装完成后试运合格，风机最大振动值在2.0mm/s。投产后，风机运行平稳，各点振值与试运时相比，变化不大，一直处于合格范围内。但引风机自2016年12月开始，风机叶轮侧水平振动开始逐渐升高，最高振值达到6.0mm/s，按照石油化工旋转机械振动标准（SHS01003-2004），该风机振值已处于C区：可短期运行但必须采取补救措施。为确保引风机安全运行，避免发生设备事故，2016年12月19日将锅炉引风机停运，对该风机进行检查，查找振动升高的原因并进行处理。
2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。
3处理过程及方法
3.1对于叶轮积灰，主要采取人工清灰的方式进行处理
前后处理了三次。第一次采用人工清理叶轮叶片以及其他可见的部位，清理完成后，引风机进行了第一次试运，试运结果振动最大值从处理前的6.0mm/s，增大到10.0mm/s。分析振动增大的原因可能是积灰清理不彻底，导致叶轮动平衡变的更差。第二次清灰采用电刷清理，清理部位仍为叶轮叶片以及其他可见的部位，试运结果振动最大值从第二次的10.0mm/s，增大到13.0mm/s。针对两次清理振动反而增大的现象，技术人员进行了一次全面分析，查找问题根源，经过全面检查和分析，总结出两次清理振动不降反升的原因仍是积灰清理不彻底，叶轮与外壳之间由于缝隙很小，人工清理不到，导致其他部位均清理干净，唯独叶轮背面未清理，致使前两次动平衡变的更差，振动值不降反升。在第三次清理时，将叶轮护罩用气焊切割出一个方孔，并采用高压水清洗的方法对叶轮所有部位进行彻底清理。第三次试运引风机振动最大值由13.0mm/s降到1.6mm/s，达到石油化工旋转机械振动标准（SHS01003-2004）中的A区，处于良好状态。
3.2锅炉风机叶轮磨损与腐蚀导致的振动维修
可以应用热喷涂技术，改变耐磨金属及陶瓷材料，将其转化为高温高速的粒子流，并将其喷洒在风机的叶轮片上，以提高风机叶轮的抗氧性及耐磨性，以免导致出现叶轮不平衡情况，引发风机振动。另外，锅炉企业应当做好锅炉烟气除尘及脱硫工作，对烟气中的水分含量进行严格控制，以减少叶轮上的灰尘聚集，避免引发振动。
3.3叶片非工作面积灰故障维修
在风机停止运转后，要及时清除叶轮上的粉尘，减轻风机引发的振动。但这样需要耗费较长的检修时间，对此，在停机的瞬间，可以将喷嘴冲水阀门开启，利用叶轮的惯性，对叶片的非工作面进行清洗，并打开机壳锅炉风机故障诊断及状态维修探讨底部的阀门将废水排放出去，以便于清灰，从而达到处理振动故障的目的。
结语
通过深入分析锅炉引风机振动升高的原因以及处理过程中出现的问题，提高了管理、技术人员的技术素质，使技术人员掌握引风机出现类似问题的分析和处理方法，为今后引风机长期安全运行提供了有力保证。
参考文献
[1] 杨海燕 , 陈露露 , 张蕾 . 低风速风电机组电刷滑环故障仿真分析研究 [J]. 机械工程师 ,2015,(10):90-91.
[2] 王维友 , 杨璋 . 振动分析在风机轴承故障诊断中的应用 [J]. 装备维修技术 ,2015,(02):31-35.
论文作者:周传明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：叶轮论文; 风机论文; 引风机论文; 锅炉论文; 原因论文; 不平论文; 工况论文; 《基层建设》2019年第13期论文;