离心风机振动分析及处理

离心风机振动分析及处理

王巍

大庆石化公司塑料厂高压联合车间

摘要：风机是一种从动的流体机械，它将机械能转化为流体的动能，本文所介绍的风机只限定于电动离心风机。离心风机应用于石油、化工、电力、农业等众多领域，其运行的稳定性，直接决定一条生产线的正常运营。风机振动是影响风机运行的重要因素，如果风机运行过程中出现振幅或振速超限情况，一定存在不同程度的故障，风机振动现象表现在设备各部件（基础座、轴承座、电机等）出现规律性晃动，若振动较大，必要时需要进行停机检修，否则会引发较大事故。因此，根据风机振动情况，逐一排查引发振动的原因，并及时采取措施进行检修处理。

关键词：离心风机；振动；措施

1.离心风机的振动原因

1.1转子不平衡

离心风机中最重要的部件是风机转子，在生产环节，往往会出现热处理变形、材质不均匀、形状加工与装配误差等情况，所以会在不同程度出现偏心质量。在经过一段时间运行后，通常转子的振幅都会从小变大，而出现转子不平衡，导致振幅发生变化的原因主要有3个。一是转子叶轮的铆钉由于叶片出现疲劳或腐蚀而脱落。二是转子叶轮流道挂渣、受堵而加大了动不平衡力矩，从而加大了风机振动，导致机组运行受到破坏。三是局部出现穿孔、不均匀腐蚀等。因为转子不平衡而加剧了振动的特征表现为：振动转速和频率相同；在负荷与转速不断增加情况下振幅也会随之加剧；通过临界转速过程中振动会快速增大。

1.2喘振

喘振是离心风机运行过程的自身特征，通常出现喘振现象的原因有2个方面：一是在特定条件下离心风机气流会产生“旋转脱离”，是导致喘振出现内在原因；二是联合离心鼓风机作业的管网系统特征则是导致其出现喘振的外在原因。

1.3电机铜条断裂

通常情况下在叶轮平衡时，风机整体上的振动均改善较为显著，不过有部分时候还会出现振动不稳定的情况，例如难以准确监测振动数据，相同工况在不同时间测量其仍存在较大差别，振动波动大，将风门开度进行改变过程中振动出现突然变化等。尤其是在电机侧该类振动现象非常明显。因为振动属于向量，因此在相位以及幅值上能够明显反映出该类不稳定情况，如若振动出现较大变量，是难以让振动达到较好水平。而如若电机铜条存在裂纹，还没有出现全部断开，在转动电机时裂纹部位接触时好时坏，而如若此时通过较大电流，则振动便出现不稳定情况。

2.离心式风机振动干扰故障和特征

离心式风机的振动干扰故障中，转子不平衡故障比较突出的，转子自身的质量不平衡主要就是旋转体质量沿旋转中心线分布不平均，处于平衡状态的旋转体上存在着多余的质量。转子不平衡的主要特征就是振动的时域波形为正弦波，在频谱图当中工频的分量相对突出。振动幅值以及相位稳定。还有转子不对中的故障，这一振动故障的发生，就会使得轴承油膜发生振荡，轴系的荷载会发生变化，对风机的正常运行就会产生影响。这一故障的主要原因就是有着比较大的轴向以及径向的振动。再者，喘振的故障问题。在风机处在不稳定工作区运行的时候，就会出现流量以及全压大幅度波动，造成风机和管路系统剧烈的振动，也会有强烈的噪声。风机如果出现了喘振，工作点就是在非稳定区，喘振造成的振动比较大的时候，就比较容易造成转子弯曲以及风机联轴器的损坏等。这一故障的主要特征就是转子径向振动低频为主，轴心的轨迹比较紊乱

3.离心风机振动的改进措施

离心风机出现振动会造成离心风机中鼓风机转子、定子以及轴承因振动所产生的交变动应力而出现损坏，严重时还会出现转子和定子二者相互碰撞引发其他故障或事故产生。可以采取相应的改进措施。

3.1转子不平衡的消除方法

离心风机转子不平衡是导致离心风机振动的主要原因，针对振动原因采取了3项措施。一是应用动平衡试验机，通过多次试验不同重量的方法测定离心风机在这种情况下振动幅度的情况，然后在一定范围中逐步开展增加重或是减轻重量来观察何种方法能够将离心机偏心直径控制在合理标准之内，从而在促使风机转子平衡精度达到要求的前提下减轻其振动。二是离心风机工作中如果出现所输送烟气含有大量粉尘或者是风壳里面温度高于烟气露点这2种情况时，会导致其风机因叶轮出现磨损、腐蚀而产生不平衡情况。针对这种因磨损或腐蚀所引发的离心风机转子不平衡情况，其改造措施是定期检查看叶轮是否出现磨损或腐蚀，如情况严重则应立即更换；同时借助于动平衡试验机对离心风机叶轮进行平衡重新校准。三是风机风壳中温度超过了烟气露点的话还会造成烟气出现硫雾凝结情况，会导致转子叶轮因硫雾和灰粘在上面出现振动情况加剧。消除改造措施是增加风壳中高温高压蒸汽吹风管道，这样能够将进入风机中的积尘及时清理掉；同时定期检查离心风机风壳密封情况，一旦出现破损要及时更改。另外如果离心风险是处于室外环境，必须在风壳安装保温装置。

3.2喘振的改造措施

离心风机喘振现象出现与机组运行调节及管网状态变化相关，和机械部分无关。所以要改造其喘振现象则应当要将工作重点放在系统操作上。一般情况下，离心风机喘振现象往往是在开机、倒机以及管网阻力波动时出现。其中在开机过程中，由于工作人员没有正确操作，未能及时快速的开启出口阀门，导致机组在小流量状态下运行而出现喘振现象。所以遇到该种情况需要立即予以纠正，将出口阀快速打开，增大流量，让机组能够在一个正常工况曲线中运行便能将其喘振现象消除。而在倒机过程中出现喘振，通常表现为双机并联管网，在这个时候一机运行正常，一机准备停止，而备机准备打开情况下没有能够正确协调操作，极易导致运行和停止运行的两机由于争风而在小流量情况下出现喘振。此时可以快速关闭欲停机，并快速启动备机让其运行正常，如若无法带上符合，便快速将运行机负荷减小，等起带上负荷后再联合两机进行调整直至其运行正常，便能够消除喘振。

3.3风机电机铜条振动消除

针对离心风机电机铜条断裂所引起的振动，维修人员在离心风机日常巡检中要注意查看联轴器螺栓有没有出现损坏，如果其完好那么就不是它引起的电机铜条断裂振动。在该种情况下重点应转移到电机上，比如检查其磁力线切割转子铜条、感应电动势产生等情况是否完好，但如果发现电机中出现诸如感应电动势没有产生时，要根据相关要求进行替换，从而消除振动情况。

结语：在日常生产实践中，有很多因素会导致离心风机振动，必须认真分析，逐一核查，只有找到真正引起风机振动的原因并采取相应措施，才能消除振动，保证设备安全稳定运行。

参考文献：

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[2]吕建国,程英辉,张国祥.离心风机的故障诊断及实例分析[J].冶金动力,2019(1):3.

[3]郭小龙.探讨离心风机振动故障成因及解决对策[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2021(8):2.

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