探析風機振動的原因及處理

李國海+程佳+龔貴輝

摘 要：在發電廠諸多設備中，風機是為發電工程提供能量的裝置。風機運行過程中的主要問題就是控制其振動。風機振動影響電廠發電效率且容易產生安全事故，筆者結合該廠的風機針對現象和自身工作經驗分析了風機振動的原因，并給出了具體的解決辦法。

關鍵詞：風機振動 原因 處理 故障分析

風機的主要原理是將運動中的機械能轉為氣體，從而為發電提供條件。在發電廠，風機是不可缺少的設備。由于運行環境差，工程復雜，發電廠的風機應進行定期檢測和維護。因此，有必要對其振動的原因尤其是處理辦法進行分析。

1 風機振動的原因

（1）葉輪不平衡引起的振動及處理，風機葉輪運行過程中，由于灰塵未及時清理或者長時間磨損，會出現不平衡現象。分別對兩種不同原因造成的葉輪不平衡進行分析。首先，采用干式除塵法只能除掉系統中的粉塵顆粒，但對于微小的粉塵雜質無影響。尤其是高溫的影響，將使部分粉塵隨著風機進入葉片，長時間的工作，粉塵就會對葉輪造成摩擦，致使葉片出現痕跡。大量的粉塵堆積在高溫條件下極易產生氧化反應，生成一種氧化膜，使葉輪表面出現高低不平的現象，影響其正常運轉。結垢是引起風機葉輪故障的主要原因，凈化后，煙氣的濕度增加。在上一過程中殘存的粉塵顆粒在氣體渦流的作用下會停留在葉輪非工作面上，結成粉垢。一旦在離心力或者風速的作用下，粉塵就會振動脫落，落在葉輪上將會引發后期的振動。因此，要及時解決設備葉輪結垢現象。目前，解決方法主要有噴水法、高壓除污法等。在傳統的電廠發電過程中，對風機實施水處理，但沖水需要設備停機，影響經濟效益并且需要大量時間。隨著技術的發展，目前各大發電廠普遍可以承認并使用高壓除垢法，無需機組停運，利用壓力原理就可以減少風機內的灰塵，或者利用風機正常停機的短暫時間內，完成高壓輸送，利用空氣壓力降污垢解決，僅需幾十秒的時間。這種方法具有高效性，操作方便，因此，可以多次使用，使灰塵徹底清除。但此項處理方法對技術有一定要求，需要技術人員在工作中不斷總結經驗，尋找高壓氣源。目前，一些電廠采用的三點平衡法具有良好效果。是根據風機的振幅找到平衡點，并輸送高壓氣源，解決其污垢存留問題。

（2）煙風道系統振動導致引風機的振動，在電廠設備運行過程中，煙風通道的氣流不穩定，容易產生脈動或擾動，從而使煙風道發生振動。由于煙風道的位置，其振動自然會影響到引風機，使其隨之振動。這種振動通常來自于結構設計上的不合理，或者運行過程中煙風道的支架出現斷裂、滑落現象，外力的破壞改變了氣流的方向和壓力，從而造成上述所說的受迫振動現象。由于工作中常常觀察風機自身的振動而忽視煙風道的影響，因此，還需要加強電廠運行安全意識，通過總結明確風機產生振動的原因，采取行之有效的處理方案，確保風機的運行穩定。

（3）其他原因，風機振動的原因還包括軸承工作異常、轉子的臨界轉速等。軸承為進行及時檢查和清理，也會造成其運行不正常，接觸磨損都會引起振動。另外，如果軸承安裝不合理也會造成其運動異常，因此摩擦和振動。轉子的轉速影響風機的振動，當轉子的轉速達到一定值時，通常指達到風機振動的轉速時，就會帶動風機劇烈轉動。這一因素是可控因素，需要工作人員對工廠的風機進行分析，了解其運轉頻率，并將轉子的速度調至合理的范圍，避免與風機振動頻率相等或接近。

2 風機的振動分析方法

（1）系統定位功能，系統定位功能是通過旋轉振動實時監測設備來完成故障的查找，安全性分析以及振動的處理。其具體功能包括系統振動診斷、遠程監測、振動來源分析和振動處理。系統要具有振動監測和系統診斷功能，利用這一功能可以進行時域的波形分析、軸心軌跡分析。然后借助FFT實現時域信號頻域的轉換，從而得到功率譜幅值譜和相位譜。此定位系統的優勢在于能夠分析瞬間的振動數據，從而查找出振動原因。同時，能夠根據振動數據的分析自動回執軸心軌跡圖、動態波形圖等多種振動原因波形圖，方便對于機組運行狀態的分析，了解振動產生的原因和提供處理方案。

（2）風機監測系統的結構和功能，風機振動監測系統的設計是為了及時發現已出現的振動。系統中具有風機振動分析功能，分析界面以及其他數據導入功能，是通過構建電廠局域網而實現運行狀態。在網頁下進入振動分析系統界面，可實現對葉輪的污垢、運行監測。啟停數據和振動輸入可以根據提供的格式寫成二進制文件，存儲于數據庫中，一旦出現振動，就會給出提示。

3 風機振動處理

基于風機防振動的重要性，有必要對其針對處理方法進行分析。在電廠設備運行過程中，應建立實時監測系統，對其進行監控和處理。

（1）風機振動處理國外發展現狀，在風機的振動原因中，轉子的不平衡影響因素是可控因素，但具有一定的技術難度。從1982年開始，德國、美國等科學家研究了轉子的轉動頻率，利用計算的方法求出轉子不平衡的分布以及數值，這樣在設計階段就可以避免其振動頻率與風機同頻。但由于轉子結構復雜，在計算過程中存在諸多影響因素，即使是經過周密計算的轉子，也要在運行過程中實施監測，一旦出現與風機振動頻率相同或者接近的現象，要及時處理，嚴重的要停機處理。

（2）國內常用動平衡方法簡述，在我國，解決的辦法通常為動平衡處理，這一方法的使用上處于理論與實際結合的階段，我們對其進行簡單分析。目前，主要應用的方法有振動分離法和影響系數法，但在技術上和計算方法上均存在一定的差異性，測試結果的可信度不高。測試過程一般是按某種技術要求平衡一次，未達到要求則需要再次平衡處理。動平衡法的合理應用還需要技術的革新以及操作人員豐富的經驗，以免不能查出振動的原因反而造成設備多次啟停，影響了設備的壽命。

4 結語

總而言之，風機振動處理是電廠的主要任務。根據經驗，風機振動的原因有很多種，其中主要是磨損和污垢堆積造成，針對風機振動的處理首先要從監控和防止污垢入手。當然，風機振動處理是一個復雜的過程，對其原因進行逐項排查，減少振動。同時設計過程中要確保支承系統的剛度，在檢查中，要實施即時監控。

參考文獻

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