工業鍋爐引風機異常原因及處理探討

黃裕華

摘 要：主要針對工業鍋爐引風機異常原因及處理展開了探討，對異常振動的原因和危害作了系統分析和詳細說明，并結合具體的實例對異常振動的處理作了深入探討，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：工業鍋爐；引風機；聯軸器；PMS設備巡檢系統

中圖分類號：TK223.26 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.101

文章編號：2095-6835（2015）15-0101-02

引風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械，并在工業鍋爐中有著重要的應用。但是引風機在日常的運作中會出現異常的振動現象，這不僅會對設備造成影響，還會影響整個工業鍋爐的運行，因此，我們必須要對引風機的異常振動進行分析，并采取相應有效的措施做好應對，從而為工業鍋爐的正常運行提供保障。

1 振動產生的原因分析

1.1 電動機的振動

電動機轉子通過二支點的滾動軸承來旋轉，軸承的軸向和徑向的間隙很小，在潤滑狀態下磨損產生的振動和掃膛引起的振動極小，一般不會給引風機造成太大的影響。

1.2 引風機軸承箱的振動

軸承箱主軸承損壞和主軸彎曲、地腳螺栓松動和基礎下沉會引起振動。

1.3 聯軸器的振動

聯軸器磨損、連接不良、兩軸中心線偏差均會引起振動。

1.4 風機殼體的振動

風機殼體是由4 mm薄鋼板焊接而成，本身體型較大，運行中煙氣流動會使殼體產生共振。同時，水膜除塵器在處理煙氣的過程中，因水膜不均勻等原因，會導致煙氣濕度極度不均而引起的振動。

1.5 葉輪的振動

煙氣攜帶的灰塵顆粒黏附在葉輪上引起葉輪不平衡，硬質異物進入致使風機葉輪變形，葉輪鋼板因應力引起變形，葉輪磨損、進氣導葉損壞引起進氣不均、引風量過大或過小等原因都會造成振動，所以，葉輪是引起風機振動的最重要部位，也是我們討論的重點。

2 振動造成的危害

振動造成的危害主要有：①對人的危害。在振動環境下工作，人的視覺會受到干擾，精力難以集中，可能會導致質量事故，甚至安全事故。振動會干擾周圍人員的睡眠、休息、讀書等日常生活，損害人的身體健康。②對建筑物的危害。由于振動強度和頻率的不同，振動將會破壞某些建筑物的建筑結構。常見的破壞現象有基礎和墻壁龜裂、墻皮剝落、石塊滑動、地基變形和下沉等，甚至可使建筑物倒塌。③對精密儀器、設備的危害。振動會影響精密儀器儀表的正常運行，影響對儀器儀表刻度閱讀的準確性和閱讀速度，甚至根本無法讀數。④振動產生噪聲。振動的物體可直接向空間輻射噪聲，這就是空氣聲。振動又會在土壤中傳播，在傳播過程中，又會激起建筑物基礎、墻體、梁柱、天花板、門窗、管道的振動，這些物體的振動會再次輻射噪聲，這種噪聲叫固體噪聲。顯然，固體噪聲加大了噪聲的危害和影響。⑤振動引起軸承發熱，加大了電機電流，由此可能引發電機故障。⑥振動會損壞軸承、聯軸器和基礎底座。

3 振動的檢測和分析

3.1 分析方法

時域波形分析及頻譜分析：振動信號以位移、速度、加速度三個參量表示，其最簡單、最直觀的表現形式就是時域波形。對于某些故障信號，其波形具有明顯特征，從中可觀察到周期信號、諧波信號和短脈沖信號，可以直接識別共振現象和調制現象，從而對設備故障作出初步判斷。將時域信號變換成頻域信號加以分析的方法，被稱為“頻域分析”。頻域分析是基于頻譜分析展開的，就是把時間域的各種動態信號變換到頻率域進行分析，其目的是把復雜的時間波形經傅立葉變換分解為若干單一的諧波分量來研究，以獲得信號的頻率結構和各諧波幅值、相位、功率及能量與頻率之間的關系，也就是將構成信號的各種頻率成分都分解開來，便于振源的識別，確定故障部位。

3.2 PMS設備巡檢系統

我公司采用PMS設備巡檢系統對設備進行在線監測。PMS即工程生產管理系統（power production management system），配合HY-106B便攜式巡檢儀，測量機械設備的振動（加速度、速度、位移）、溫度、轉速等狀態參數。

3.3 典型故障分析

典型故障：在運行過程中，引風機1H點（軸承1水平方向）在現場設備巡視過程中使用在線檢測儀（PMS設備）檢測時發現，振動值明顯加大——中班1.328 mm/s，夜班8.270 mm/s，增大了近6倍。

我們將在線監測數據輸入分析系統進行分析，1H點水平方向的瀑布圖的譜圖結構有了非常明顯的變化，幾條譜線的值明顯增大。這意味著該設備存在著故障隱患。為了確診故障隱患，我們又對1H點的波形、頻譜（如表1所示）進行了分析：電機轉速1 480 r/min，即電機轉頻=1 480 r/min/60 s≈25 Hz，從頻譜圖的各頻率分量中我們看到的是25 Hz及其倍數，即基頻分量最大，同時還存在較大的2～4倍頻的分量，除此之外沒有其他的頻率分量了，這說明不存在軸承、風機葉輪及松動等隱患。而該時域波形圖近似于正弦波的形狀，正弦波是存在不平衡的典型的時域波形。因此，結合波形圖和頻譜圖我們推斷這是由于轉子失衡而引起的故障隱患。

表1 修理前1H點的時間波形分析表

發現問題后，我們立即對引風機進行了檢修，開蓋檢查引風機發現，由于受到腐蝕，機殼上一塊約150 mm×200 mm見方的鋼板掉在葉輪上，并隨葉輪一起旋轉，由此產生的不平衡使振動值在短短的3天多時間加大了6倍多。并且，當鋼板轉到高位時又掉回到低位，如此循環地轉動著，所以出現了波形圖中上下不對稱的結構，也是頻譜圖中出現二、四倍頻的原因。故障排除后，振動值就恢復了正常，降為1.695 mm/s（如表2所示）。由于發現故障隱患及時，因此避免了一次設備事故的發生。

我們通過采用PMS設備巡檢系統對設備進行了在線監測，使用時域波形分析和頻譜分析手段進行故障診斷，能較準確地判斷出設備故障類型和故障部位，這為我廠提前發現設備故障隱患、減少設備事故的發生提供了保障。

表2 修理后1H點頻譜圖分析表

4 解決辦法

加強設備潤滑管理和設備日常巡回檢查，及時發現并解決問題；定期清理葉輪積灰，在負荷最小的晚上對葉輪進行清灰處理，改人力機械鏟除為高壓水槍清理，快速、高效；改善除塵設備，通過調整水量和修復石槽泄水面，提高除塵效果，減少煙氣水分含量，減少灰塵含量；酸性濕煙氣對導葉的腐蝕性很大，影響了氣流的平穩流通，修復更換導葉葉片，使導葉開啟均勻自如、氣流順暢，也避免了導葉的脫落；定期做葉輪的動平衡；用5#槽鋼加固風機殼體，使其不會產生震顫；采用變頻器減小導葉對振動的影響，消除鍋爐低負荷時產生的喘振。

5 結束語

綜上所述，引風機的運行一旦出現故障就會直接導致鍋爐停止運行，使工廠的生產受到嚴重影響。因此，我們必須要認真分析引風機異常振動的原因，并采取有效措施應對，以保障鍋爐的正常運行。

參考文獻

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[2]曹昆朋，郭科偉.鍋爐引風機振動大的原因分析[J].設備管理與維修，2014（06）.

〔編輯：王霞〕