水泥厂风机振动故障的处理

水泥厂风机振动故障的处理

吴少强

身份证号：45212319621020XXXX

摘要：随着当今生产水平的不断提高，水泥厂生产中风机振动设备基础设计的要求也日益渐高。本文就风机震动故障进行分析。

关键词：水泥厂；风机振动；故障；处理

1、风机振动的概述

在工业现场中表示振动的参数一般有三个：振动幅值（mm）、振动速度（mm/s）和振动加速度（mm/s2）。在GB10068-2008中给定的对振动无特殊要求的电机不同轴中心高的振动强度参考标准，在实际中风机震动的判断主要依据是振动烈度。振动烈度即电机轴承振动速度的有效值，它既代表了振动系统的能量，也反映了振动过程的时间历程，因此，目前振动速度被认为是能够全面描述振动过程的量值[2]。但对于JS、JR等老系列的电动机也可用老标准振动幅值（双位移）作为考核依据。

2、风机振动故障分析

风机振动，一般来说我们首先要判断出是风机本身在振动，还是因为带动它的电机震动导致了风机的共振。如果造成风机振动的原因是因为电机震动而引起的，那么就要从以下几个方面来检查电机：是否单相运行引起，可断电再合闸，如不能起动，则可能有一相断电；是否是机械摩擦生产振动，包括定子、转子扫膛等；是否滚动轴承缺油或损坏；绕线转子异步电动机转子线圈断路；动动机是否接线故障；轴是否弯曲；转子或传动带是否平衡；联轴器有无松动；安装基础不平或有缺陷等等。

如果造成风机的振动原因来自风机本身，那么就要从以下几个方面来进行检查判断：转动部件（即叶轮）材料的不均匀性；制造加工误差产生的转子质量不平衡；安装、检修质量不良；风机主轴与电机主轴不同心，联轴器安装的不正确；地脚螺栓松动，底座地脚出现裂纹，基础不牢固；锅炉负荷变化时风机的运行调整不到位；转子磨损或损坏，前、后导叶轮磨损、变形；风机变频转速没有根据烟气量及时进行调整；轴承及轴承座故障或已损坏；运行中的风机叶轮因烟气中存在灰份导致挂灰产生不平衡；风机叶轮转速达到临界转速（共振）引起振动等，都可能导致风机在很小的干扰力作用下产生振动。

大部分的风机振动都是因为叶轮不平衡造成的，叶轮在使用中产生不平衡的原因可大致分为两种；一是干法除尘装置引起叶轮不平衡的原因，主要以磨损为主；二湿法除尘装置影响叶轮不平衡的原因，主要以结垢（挂灰）为主。不停炉处理叶片非工作面积灰引起风机振动。这类缺陷常见于锅炉引风机，现象主要表现为风机在运行中振动突然上升。这是因为当气体进入叶轮时，与旋转的叶片工作面存在一定的角度，根据流体力学原理，气体在叶片的非工作面一定有旋涡产生，于是气体中的灰粒由于旋涡作用会慢慢地沉积在非工作面上。机翼型的叶片最易积灰。当积灰达到一定的重量时由于叶轮旋转离心力的作用将一部分大块的积灰甩出叶轮。由于各叶片上的积灰不可能完全均匀一致，聚集或可甩走的灰块时间不一定同步，结果因为叶片的积灰不均匀导致叶轮质量分布不平衡，从而使风机振动增大。

3、引起风机振动的原因

如果造成风机振动的原因是因为电机震动而引起的，那么就要从以下几个方面来检查电机：是否单相运行引起，可断电再合闸，如不能起动，则可能有一相断电；是否是机械摩擦生产振动，包括定子、转子扫膛等；是否滚动轴承缺油或损坏；绕线转子异步电动机转子线圈断路；动动机是否接线故障；轴是否弯曲；转子或传动带是否平衡；联轴器有无松动；安装基础不平或有缺陷等等。

如果造成风机的振动原因来自风机本身，那么就要从以下几个方面来进行检查判断：转动部件（即叶轮）材料的不均匀性；制造加工误差产生的转子质量不平衡；安装、检修质量不良；风机主轴与电机主轴不同心，联轴器安装的不正确；地脚螺栓松动，底座地脚出现裂纹，基础不牢固；锅炉负荷变化时风机的运行调整不到位；转子磨损或损坏，前、后导叶轮磨损、变形；风机变频转速没有根据烟气量及时进行调整；轴承及轴承座故障或已损坏；运行中的风机叶轮因烟气中存在灰份导致挂灰产生不平衡；风机叶轮转速达到临界转速（共振）引起振动等，都可能导致风机在很小的干扰力作用下产生振动。

大部分的风机振动都是因为叶轮不平衡造成的，叶轮在使用中产生不平衡的原因可大致分为两种；一是干法除尘装置引起叶轮不平衡的原因，主要以磨损为主；二湿法除尘装置影响叶轮不平衡的原因，主要以结垢（挂灰）为主。不停炉处理叶片非工作面积灰引起风机振动。这类缺陷常见于锅炉引风机，现象主要表现为风机在运行中振动突然上升。这是因为当气体进入叶轮时，与旋转的叶片工作面存在一定的角度，根据流体力学原理，气体在叶片的非工作面一定有旋涡产生，于是气体中的灰粒由于旋涡作用会慢慢地沉积在非工作面上。机翼型的叶片最易积灰。当积灰达到一定的重量时由于叶轮旋转离心力的作用将一部分大块的积灰甩出叶轮。由于各叶片上的积灰不可能完全均匀一致，聚集或可甩走的灰块时间不一定同步，结果因为叶片的积灰不均匀导致叶轮质量分布不平衡，从而使风机振动增大。

如果原因是冲灰水系统采用的单母管制，有多处用水点在同一系统中，其中有水力喷射器等不稳定用水点，其根据要求不定时启动，造成了整个冲灰水系统压力的波动，冲灰水母管压力在0.45～0.8Mpa范围内进行波动，从而影响到了文丘里就地压力（文丘里除尘器就地工作水压要求≥0.25Mpa），对副塔集水槽进行检查时发现槽内堵塞严重，排水不利，这就造成了内部积水不能及时排除从而被带入风机。

（1）测量风机两侧轴承座及电机两端的轴向水平、轴线垂直、径向振动值，通过各测量点的对比，初步聚焦振源是风机还是电机。如果振值由大到小的排列是风机侧、电机负荷侧、电机非负荷侧，那么基本可以断定振源是风机本体。如果无法通过直观的比较得出结论，可以断开电源拆开联轴器，使电动机与风机分离，单独试验电动机，测量电机是否振动。

（2）一般机械负载振动的概率要远大于风机震动的概率。风机本体的振动除了第四节所述的常规原因外，还可能因为突发性的转子不平衡等其它机械因素引发的振动。

（3）利用调节风机管网前后阀门开度对风机进行气流激振试验，在调节阀门不同的开度下，改变管道流量压力，测量风机的振动值，判别风机振动是否由喘振引起的。

（4）风机震动的分析。电机的振动可以通过瞬时停电法来区分是机械原因还是电气原因引起的，停电瞬间，如若风机震动明显减弱，则说明是电气原因为主，否则，机械原因的可能性大。电机的振动最有可能是内部轴承异常引起的，轴承问题除了振动的判断还可以通过听音来判断。

（5）电机的电磁振动。首先检查三相电源是否平衡，现在一般都是变频器驱动，电源的问题几乎可以排除。其次检查三相电流及三相绕组的电阻值是否平衡，如果不平衡，就需要专业检修单位对电机进行解体检查检修，彻底解决电机内部的问题，并做转子动平衡实验，确保电机轴没有问题。

（6）风机本体、电机、联轴器经检查如果都正常，最后就需要怀疑基础了，对基础的水平面，强度进行检查检测。

4、总结

风机震动在水泥生产中受冷热变化、粘灰、磨损等各种因素的影响，叶轮与轴必然会产生变形，引起原动平衡的变化，可通过更换零部件来解决；风机叶轮的不平衡引起的振动，只能利用动平衡原理，对叶轮配重来解决。

参考文献

[1]哈托・施奈德著，廖日岳译・平衡.技术理论与实践.机械工业出版社.

[2]张正松，傅尚新，冯冠平，徐玉铮.旋转机械振动监测及故障.机械工业出版社.

[3]杨诗成，王喜魁.泵与风机[M].北京：中国电力出版社，2007.