浅谈轴流风机振动原因及措施
发表时间：2016-06-03T14:05:08.943Z 来源：《电力设备》2016年第4期作者：何远锋
[导读] 风机是电厂中最关键辅机之一，轴风机因为工作效率高和能耗低得到广泛应用。
（成都电力机械厂）
摘要：风机是电厂中最关键辅机之一，轴风机因为工作效率高和能耗低得到广泛应用。在实际运行中，不少电厂因轴风机机械故障，导致电厂停机或影响了电厂的发电量。
关键词：轴流风机；振动原因；措施
一、轴流风机振动的原因分析
1.1机械方面的振动
①转子不平衡引起的振动，由原始制造误差或安装不均匀导致的质量不平衡;转子的弯曲变形、转子部件松动或转子部件的不均匀磨损等。②系统安装误差引起的振动，安装时原动机与工作机的连接不对中;轴瓦偏斜或不同心;在运行中由于原动机和工作机的温升不同造成的热不对中等。③动、静部件间的相碰或摩擦引起的振动，由于安装不良造成运行过程中转子的变形或转动件与静止件发生摩擦。④轴承间隙或轴向不当引起的风机振动⑤轴系中其他设备故障引起的振动⑥共振引起的风机振动。
1.2工作介质引起的振动
①气流激振力造成的振动、进入风机的气流压力、流量的变化引起的工作状态的改变。②气流对叶片的冲击和腐蚀造成的振动，气流中粉尘浓度不均,使转子受力不稳定;气流对叶片的腐蚀转子不平衡。这些振动,有些是由随机因素造成的,有些与风机故障有直接关系。③润滑系统造成的振动，供油系统的动态特性引起轴承各种形式的振动,油膜涡动和油膜震荡也可以引起风机振动。
1.3工作面积灰引起的风机振动
这类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漩涡产生，于是气体中的灰粒由于漩涡作用慢慢地沉积在非工作面上。当积灰达到一定的重量时由于叶轮旋转产生离心力的作用将一部分大块的积灰甩出叶轮。由于各叶轮上的积灰不可能完全均匀，从而导致叶轮表面的积灰质量分布不平衡，从而使风机振动增大。
1.4叶片磨损引起的振动
磨损是风机中最常见的现象，风机在运行中振动缓慢上升，一般是由于叶片磨损，平衡破坏后造成的。
1.5主轴弯曲
由于叶片的不平衡，造成叶轮在运行中产生不平衡的旋转，可导致主轴产生弯曲，早期弯曲产生的影响不大，但在以后的生产中，主轴越来越弯曲，最终造成较大的振动，导致停车。
通过对风机振动理论分析和结合检修实践，发现引起轴流风机振动的主要原因是电机与齿轮箱对中不良、叶片倾角过大及叶片倾角误差大、传动轴弯曲和空气带水严重等。
1.6轴流风机对中精度低、误差大
冷却塔轴流风机共振动超标，其中大部分原因是电机与齿轮箱对中不良所致。经过反复摸索，发现风机对中误差大主要是对中方法不科学造成的。由于所用仪器准确度低，而引起较大误差，使测得的数据与实际情况不符，导致风机振动大。
1.7风机叶片倾角大及倾角误差大而引起风机振动
①叶片倾角大，按风机检修规程要求，轴流风机叶片角度调整范围为19.5°～22.5°。叶片倾角大、负荷高，电机功率消耗大，风机的振值明显增大。为了确定叶片倾角与风机振动的关系，在其它条件相同的情况下，改变叶片倾角，再测风机振幅，叶片倾角与振值的关系。
②叶片倾角误差大，轴流风机检修规程要求，在实际操作中由于仪器精度低，使风叶倾角之差大于1°。风机振动值大，在排除其它因素的情况下，认为叶片振动是风叶倾角误差大所致。但用角度测量仪测量后发现角度误差不大于1°，后改用万能角度规测量发现叶片倾角高低之差为1.5°，然后进行角度调整，风机振动消除。
1.8传动轴弯曲造成风机振动
由于轴流风机传动轴长达3.6m，当传动轴弯曲时，运转过程会产生不平衡力和力矩，从而使风机振动。
1.9空气带水严重使风机产生振动
近两年由于冷却塔填料及收水器损坏严重而使空气带水，使轴流风机的工作环境恶化，风机负荷及平衡状况都受到影响，收水器损坏严重的一组塔的轴流风机的振动明显大于其它风机。
二、轴流风机振动的解决措施
在剖析轴流风机振动原因的基础上，对风机全面检修，并对不同风机振动原因采取了相应的解决措施。
2.1采用“百分表轴向”对中法
针对水平仪找正法精度低、误差大的问题，结合现场实际，同时借鉴兄弟厂家的经验，经过反复试验，决定采用“百分表轴向”找正法进行对中找正。具体方法：先把传动轴与电机、齿轮箱连接起来，然后在电机侧和齿轮箱侧各架一块百分表，测量它们的轴向偏差，根据测得的数据调整电机的高低和水平位置，使偏差控制在允许范围内。
2.2适当调整叶片倾角
在检修时，根据各组塔风量的不同需求，调整了叶片角度，把配风量较大的两台风机叶片倾角控制在21°±0.5°，其余6台风机倾角全部控制在20°±0.5°，这样既满足冷却塔的风量要求，又可使叶片倾角尽量变小，达到减缓风机振动的目的。风机叶片倾角调整时，全部采用万能角度规进行测量，确保叶片倾角之差控制在±0.5°以内，风机运行更平稳。
2.3科学管理强化操作
①从最开始的配料着手，加强熔剂消化，利用回收的余热采用热水消化石灰，消除“白点”，强化造球制粒工艺，提高粒度合格率，减少混合料中粉尘量；②完善终点控制，避免终点滞后，减少烟尘废气中的水汽含量，提高废气温度，从终点合格率及废气温度两项工艺指标可以看到效果。
2.4调校传动轴
调校弯曲值超标的传动轴，保证所用传动轴弯曲值小于0.6mm。
2.5改善工作环境
修复更换损坏的收水器，改善轴流风机的工作环境，消除空气带水现象。
2.6改善风机本身的性能
风机选型和设计时，应该使其性能位于高效区内，要避免工况范围接近振动区。不要人为地随意增加选型系数，而使风机的实际流量远远高于设计流量，若采用大量节流，就很容易把风机调节到振动区域工作。从风机的性能曲线分析可知，如果风机本身的性能曲线变化比较平坦，其稳定工作范围就变大，而出现喘振的机会就减小。要达到此目的，在风机设计时，常采用叶轮负荷系数小的叶轮，如闭式后弯叶轮；并注意级中各元件之问的协调；另外，还可以使最高效率点处在稳定工作范围内等。
2.7扩大风机及管网系统的稳定性
可以分为两个方面：①调节风机本身的性能曲线，如改变转速、进口导叶调节、叶片扩压器调节及轴流式风机动叶调节等。②扩大系统的稳定性，即改变管网系统的特性。如在风机的出口，增设一个旁路的管网系统或在风机的排气管上增加阀门等。结语
随着我国电力发电事业的快速发展，电站已经向着较大规模化方向不断发展，这样就对风机的性能提出了更高的要求。要提高风机运行可靠性，必须了解风机出现问题的原因，并作出合理有效的措施，可以提高轴流风机的使用寿命。参考文献
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[2]叶学民.叶片切割对轴流风机性能影响的数值研究[J].机械工程学报.2014
[3]梅兴旺.新型大风量高风速轴流风机[J].哈尔滨轴承.2014
作者简介
何远锋(1988,7—)单位：成都电力机械厂；研究方向：风机开发设计或电站风机事
