离心引风机转子现场一次加重平衡法

发布日期：2022-04-07 浏览次数：540

1 概述

我厂有5台锅炉离心引风机，风机Y6-51№25D。这些风机是电解烟气干法净化工艺中的关键设备，只有风机正常运转，使烟气净化系统正常运行，保证烟气的集气效率，才能保障电解烟气排放量达到国家烟气排放指标。引风机的不平衡是该设备正常运转的一个重要问题，为了降低引风机的故障率，笔者就引风机的不平衡问题作一些探讨。

利用振动频谱分析仪，通过对轴承座的振动监测，发现和解决了风机不平衡的故障，降低了引风机的振动量，使振动值在正常运行范围之内。保证了风机的正常运行，保障了生产的正常进行。

2 相对相位平衡法分析

风机转子现场动平衡试验，通常采用相对相位平衡法。即通过向风机转子施加一个试加质量，造成转子振动向量发生变化，利用这种向量的相对变化进行计算，求出转子原始不平衡质量的大小和位置。然后，在原始不平衡的反方向适当位置，加焊一个平衡质量，使转子得到平衡。

由上可知，相对相位平衡法必须有试加质量这一工序。即使平衡一个最简单的转子，也需要在已测取到原始不平衡振动数据的基础上，至少停开机两次，才能使转子达到平衡。

第一次停开机：测取装上试加质量后的振动数据。

第二次停开机：根据已测得的振动数据，采用影响系数法进行计算，求出应加平衡质量的大小和位置，再加装到转子上，测取振动数据。

若测得振动数据符合振动标准，则运转生产。若测得振动数据不符合振动标准，还要进行第三次开停机。以测得剩余振动量为基数，进行计算、加重，再一次进行动平衡。

这样，完成一次风机转子现场动平衡试验，风机开、停机次数较多，既影响生产，也影响大型电机的使用寿命。若只用一次加重就能完成风机转子动平衡试验，不但能减少电机启动次数，提高电机使用寿命，减少对电网的冲击，也大大减少停机时间，提高产量。为此，经过认真研究和探索，总结出了一次加重平衡法。

3 一次加重平衡法

1998年起，就对风机进行现场动平衡试验，采用的是相对相位平衡法。经过几年来风机转子现场动平衡试验，积累了较为丰富的资料和数据。通过对这些资料和数据进行认真整理分析，找出了风机转子现场动平衡其中的一些规律，在总结规律的基础上，探索出了一次加重平衡法。即只需测得风机转子原始不平衡振动数据，便可找出风机转子不平衡质量的大小和相位。这样只需停开机一次就能完成风机转子现场动平衡工作。

在风机转子动平衡时，测到的振动量：振幅和相位，都是风机各轴瓦的振动位移和相位，测不到不平衡质量的大小和相位，但是测得的振动向量与原始不平衡质量之间存在一种特定规律。即

α=ψ_测－ψ

式中α为不平衡质量相位；ψ_测为测得的振动相位；ψ为对一套固定测振系统是定值。

应加平衡质量的位置β应在α的反方向，即β=α+180°。

所以，应加平衡质量的相位β=ψ_测－ψ+180°，ψ值的确定是一次加重平衡法的重要环节。几年来，利用一次加重平衡法在Y4-73-11№29.5D和Y4-73-11№23.5D引风机转子上进行现场动平衡应用，取得了较好的效果。

4 一次加重平衡法的实际应用（分析实例）

4.1 引风机及电机主要参数

流　　量：Ｑ＝300000ｍ^３/ｈ

全　　压：4.488kPa

介质密度：0.745kｇ／ｍ^３

电机功率：630kW

电机转速：990r/min

润滑方式：30＃机械油甩油

轴承内径：210mm

4.2 发现问题

在排烟机的状态监测当中，发现4#排烟风机叶轮端轴承座径向振动忽然增大。利用数据采集器将振动数据采集回来后，看到该振动有以下特点：

振动的波形接近于正弦波；

振动频谱上1×工频异常高，高达6.32mm/s，2×、3×、4×工频虽然出现，但都较低。

4.3 解决动平衡问题

根据以上两点判断该风机为不平衡故障。用动平衡仪对该风机进行测量、处理，采用一次加重平衡法进行了现场动平衡试验。具体步骤：

（1）测原始数值，得到的振动数据为6.32mm/s rms57°；

（2）在叶轮上任取一点A为0°，在此处加一块290g的试重块，启动风机。用现场动平衡仪测得风机前轴承振动速度和相位(度)： 11.4mm/s rms 49°；

（3）动平衡仪根据以上两次测量数据，经过动平衡仪计算后，得出352.2g location 197；

（4）取下290g的钢板；

（5）按照动平衡仪上得出的数据，自A点反向旋转197°处，在风叶的相应位置焊配重块320ｇ（352.2减去焊条质量）。焊接完毕后，重新启动风机。得到相应数据1.26mm/s rms140°（表1），风机振动值达到正常范围，动平衡故障处理完毕。

表1 动平衡仪上的数据

	振速/（mm/s）	角度/（°）
处理前	6.32	57
加试重块	11.4	49
处理后	1.26	140

5 经济效益分析

一次加重平衡法做动平衡，减少了大型风机启动次数，提高了风机轴瓦及电机使用寿命，减少了对电网的冲击。相对相位平衡法动平衡，停开机两次至少需用8h，而一次加重平衡法只需2 h即可完成动平衡，这样每次减少停机6h。由于风机转子磨损，平均每年至少进行一次动平衡，每年减少停机6h。由于电解生产的连续性，若风机异常影响供料，将造成电解槽的减产。以每停1h少产2.5t原铝，吨铝利润8000元计算，6h损失2.5×8000×6＝120000元＝12万元。利用动平衡仪，采用一次加重平衡法处理风机的不平衡故障，基本上是一次配平实现风机平衡，非常简单实用。