鍋爐引風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因分析及處理

韓建生，馮江濤

（陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司煉化公司延安煉油廠 熱動(dòng)力車間，陜西 延安 727406）

風(fēng)機(jī)振動(dòng)是運(yùn)行中常見的現(xiàn)象，只要在振動(dòng)控制范圍內(nèi)，不會(huì)造成太大的影響。但是風(fēng)機(jī)的振動(dòng)超標(biāo)后，會(huì)引起軸承座或電機(jī)軸承的損壞、電機(jī)地腳螺栓松動(dòng)、風(fēng)機(jī)機(jī)殼、葉片和風(fēng)道損壞、電機(jī)燒損發(fā)熱等故障，使風(fēng)機(jī)工作性能降低，甚至導(dǎo)致根本無法工作。嚴(yán)重的可能因振動(dòng)造成事故，危害人身健康及工作環(huán)境。所以查找風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)的原因，并針對(duì)不同的現(xiàn)象分析原因采取恰當(dāng)?shù)奶幚磙k法，往往能起到事半功倍的效果。

1 背景闡述

2016年6～9月，我廠循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫脫硝除塵改造，3臺(tái)引風(fēng)機(jī)改造更新，生產(chǎn)廠家為陜鼓通風(fēng)設(shè)備有限公司生產(chǎn)制造，型號(hào)為AI3370-1.0765，為軸向進(jìn)氣的單懸臂式結(jié)構(gòu)，鍋爐煙氣溫度115～135℃。自2018年2月23日以來，3臺(tái)引風(fēng)機(jī)相繼多次發(fā)生運(yùn)行振動(dòng)大問題，振動(dòng)烈度最高達(dá)32mm/s。機(jī)動(dòng)設(shè)備部組織分析診斷振動(dòng)原因?yàn)槿~輪存在不平衡量所致，及時(shí)組織安排對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修，并進(jìn)行在線動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)處理，引風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行一段時(shí)間后，振動(dòng)出現(xiàn)波動(dòng)增大，影響風(fēng)機(jī)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)鍋爐的運(yùn)行造成影響。

2 檢修過程

2018年2月23日2：00，檢修發(fā)現(xiàn)1#引風(fēng)機(jī)軸承箱振動(dòng)大（徑向振動(dòng)烈度32mm/s，軸向2.3mm/s），停機(jī)停爐檢修：風(fēng)機(jī)解體更換22338軸承兩盤，地腳螺栓檢查加墊板6塊，對(duì)中檢查正常，風(fēng)機(jī)安裝試運(yùn)行，振動(dòng)值無明顯變化；3月2日，風(fēng)機(jī)檢修葉輪做在線動(dòng)平衡校正；3月5日，安裝試運(yùn)行，運(yùn)行正常（振動(dòng)烈度軸向2.2mm/s，徑向1.8mm/s）。

2018年3月6日，2#引風(fēng)機(jī)軸承箱振動(dòng)較大（徑向振動(dòng)烈度11.3mm/s，軸向1.9mm/s），風(fēng)機(jī)檢查檢測(cè)，現(xiàn)場診斷振動(dòng)原因?yàn)槿~輪存在不平衡量所致，進(jìn)行現(xiàn)場動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)校正，增加配重150g，試運(yùn)行正常（軸向振動(dòng)烈度2.0mm/s，徑向2.4mm/s），備用。

4月27日23：30，檢查發(fā)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)徑向振動(dòng)增大至10.6mm/s。4月30日停機(jī)檢修：葉輪清理，對(duì)中找正檢查，現(xiàn)場動(dòng)平衡檢查校正，試運(yùn)行正常，振動(dòng)烈度為徑向2.3mm/s，軸向2.7mm/s。

4月27日11：00，為防止煙氣倒串對(duì)風(fēng)機(jī)及除塵器造成腐蝕損壞，啟3#引風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)后風(fēng)機(jī)振動(dòng)明顯，軸向振動(dòng)烈度7.6mm/s，徑向29.6mm/s，運(yùn)行異常。停機(jī)檢修：葉輪清理除銹，軸承檢查，軸承箱清洗檢查，對(duì)中找正檢查，軸安裝水平度檢查，現(xiàn)場動(dòng)平衡檢查校正，4月29日，試運(yùn)行振動(dòng)烈度降低至軸向2.4～2.6mm/s，徑向5.1～6.3mm/s。5月19日21：00，啟3#引風(fēng)機(jī)，檢測(cè)振動(dòng)烈度為徑向2.3mm/s，軸向5.2～6.2mm/s，風(fēng)機(jī)監(jiān)護(hù)運(yùn)行。5月21日，風(fēng)機(jī)振動(dòng)烈度值降低，徑向1.7mm/s，軸向2.8～3.2mm/s，密切監(jiān)護(hù)運(yùn)行。

10月10日，3#引風(fēng)機(jī)軸承箱振動(dòng)大（徑向振動(dòng)烈度6mm/s，軸向8.9mm/s），停機(jī)檢修：風(fēng)機(jī)解體更換22338軸承兩盤，對(duì)中檢查正常，做在線動(dòng)平衡校正；運(yùn)行正常（振動(dòng)烈度軸向3.5mm/s，徑向2.4mm/s）。

3 原因分析及處理

我車間用HY-101測(cè)振儀對(duì)主要風(fēng)機(jī)泵的振動(dòng)進(jìn)行定期測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)，測(cè)得數(shù)據(jù)顯示：引風(fēng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)均是徑向振動(dòng)值較大，而軸向較小。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象對(duì)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)原因作出了如下總結(jié)，并提出了相應(yīng)的檢修處理措施。

3臺(tái)引風(fēng)機(jī)發(fā)生的振動(dòng)中，大多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)質(zhì)量不平衡引起的。而造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因主要有葉輪出現(xiàn)不均勻的磨損或腐蝕；葉輪表面存在不均勻的積灰或附著物；葉輪補(bǔ)焊后未做動(dòng)平衡；葉輪上零件松動(dòng)或連接件不緊固等。

檢修過程中發(fā)現(xiàn)3#引風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)鹽、積灰、腐蝕嚴(yán)重（圖1），1#、2#引風(fēng)機(jī)葉輪無明顯結(jié)鹽、積灰情況，表面有輕微的銹蝕。3#引風(fēng)機(jī)在葉輪清理結(jié)鹽積灰后試運(yùn)行，振動(dòng)值未有明顯降低，也未增加，并且葉輪表面的積鹽、積灰情況呈均布狀態(tài)，主要分布在葉輪進(jìn)氣端的軸轂部位，所產(chǎn)生的不平衡量對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的平衡量影響不大。分析認(rèn)為，葉輪積鹽、積灰不是發(fā)生振動(dòng)的主要原因。

3#引風(fēng)機(jī)在葉輪清理銹渣后試運(yùn)行，振動(dòng)值有所降低；并且葉輪表面的銹渣主要均布在整個(gè)葉輪背側(cè)平面上（圖2），分析認(rèn)為，在銹渣到達(dá)一定的厚度后，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)以及煙氣的沖刷下會(huì)出現(xiàn)局部脫落，產(chǎn)生新的不平衡量，風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)增大，對(duì)風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行造成影響。

圖1 3#引風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)氣側(cè)結(jié)鹽積灰

圖2 葉輪背側(cè)銹蝕銹渣

該引風(fēng)機(jī)葉輪焊接工作量大（直徑為2.67m，重量2012kg），在投入運(yùn)行前并未進(jìn)行有效的熱處理來消除應(yīng)力，葉輪內(nèi)或存在有殘余的熱應(yīng)力未完全釋放。在運(yùn)行過程中（或某個(gè)時(shí)間點(diǎn)），殘余應(yīng)力釋放造成葉輪局部變形，引起葉輪動(dòng)不平衡，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)。咨詢廠家技術(shù)人員及查閱文獻(xiàn)了解到，此情況在該型式風(fēng)機(jī)上也有發(fā)生，但是多數(shù)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)是在投入運(yùn)行后三個(gè)月內(nèi)，進(jìn)行平衡處理后運(yùn)行正常。我車間引風(fēng)機(jī)在運(yùn)行1年多時(shí)間后相繼發(fā)生振動(dòng)，進(jìn)行葉輪在線平衡試驗(yàn)處理后（圖3），三臺(tái)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)值均降低到正常運(yùn)行值范圍內(nèi)。

圖3

經(jīng)咨詢了解及查閱文獻(xiàn)了解到，葉輪剛性不足導(dǎo)致葉輪變形，引起葉輪產(chǎn)生不平衡量，也是導(dǎo)致風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)的一個(gè)原因。我車間三臺(tái)引風(fēng)機(jī)在冷態(tài)試運(yùn)與帶負(fù)荷運(yùn)行工況下的振動(dòng)有所不同，1#引風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況較試運(yùn)工況的振動(dòng)偏大，3#引風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況較試運(yùn)工況的振動(dòng)偏小。故分析認(rèn)為，葉輪剛性不足，導(dǎo)致葉輪變形產(chǎn)生新的不平衡量對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)有一定的影響。

引風(fēng)機(jī)改造更新后，風(fēng)量、風(fēng)壓增加，煙道設(shè)計(jì)尺寸為2m×1.5m，而風(fēng)機(jī)出口擋板門設(shè)計(jì)利舊，擋板門尺寸1m×0.9m，設(shè)計(jì)不合理，風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中可能存在憋壓、喘振情況，引起風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)。

根據(jù)對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)原因的分析，診斷我廠三臺(tái)引風(fēng)機(jī)振動(dòng)的主要原因?yàn)椋喝~輪內(nèi)存在有殘余的熱應(yīng)力未完全釋放，導(dǎo)致葉輪變形生產(chǎn)不平衡量；葉輪腐蝕產(chǎn)生的銹渣掉落，生產(chǎn)不平衡量；葉輪存在強(qiáng)度不足引起變形，產(chǎn)生不平衡量。

4 處理措施

加強(qiáng)對(duì)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)護(hù)，定期對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)、溫度進(jìn)行測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)，與之前的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

采購東昊測(cè)試一臺(tái)DH5919Ex振動(dòng)信號(hào)分析儀，并派專人進(jìn)行了培訓(xùn)學(xué)習(xí)，針對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行分析，并進(jìn)行在線動(dòng)平衡試驗(yàn)，保證引風(fēng)機(jī)及時(shí)檢修維護(hù)，確保風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。

對(duì)葉輪進(jìn)行防腐耐磨處理；對(duì)葉輪進(jìn)行加強(qiáng)處理，防止變形。

5 結(jié)語

文章闡述了風(fēng)機(jī)因不平衡量產(chǎn)生的振動(dòng)故障原因分析，并提出了一些科學(xué)有效的處理方法，對(duì)企業(yè)有針對(duì)性地指導(dǎo)和安排維修給出了很大的幫助。在日常的實(shí)際工作中，我們應(yīng)通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)時(shí)積累數(shù)據(jù)，掌握設(shè)備劣化的規(guī)律，有效地采取對(duì)應(yīng)的措施解決問題，為企業(yè)順利生產(chǎn)排憂解難，保駕護(hù)航。