烧结主风机故障诊断分析与现场动平衡技术的应用

【摘要】运用动平衡仪，测得风机的各振动值，在现场进行加重平衡改善主风机振动，提高风机及轴瓦等的使用寿命。同时进行现场动平衡无须拆卸转子，大大节省了停机时间，节省了维修费用。

【关键词】主风机；振动；现场动平衡；增加试重；影响系数1、前言

新钢烧结厂现有5 台烧结机，其中主风机8 台（3×360m2 烧结主抽风机有6 台），各类鼓风机和除尘风机数台。风机由于转子材质不均匀，制造、加工、安装误差，以及运行条件变化、转子结垢、磨损等原因，从而造成质量偏心，引起转子的不平衡产生振动。大型机组振动是十分复杂的问题，其原因也是多方面的，但主要还是与转子本身的不平衡有关。我厂360m2 烧结主抽风机由于转子不平衡连续振动，通过使用现场动平衡技术改善了该机组振动，并成功运用于各台烧结主抽风机及除尘风机。该技术的运用是在实际运行状态下进行，转子的工作转速与其它的各种因素、实际工作情况相结合，且现场动平衡无需拆卸转子，方便快捷，在减少停产损失的同时节省了整体更换及送厂家校验平衡的费用。

2、主抽风机振动的原因分析

2.1 主抽风机入口粉尘量大，造成叶轮磨损

烧结机配套的机头除尘为电除尘，由于工艺原料品种的复杂性，直接影响到机头除尘器的除尘效果。通过对除尘灰取样分析，发现其成分复杂，碱性物质颗粒较多，对风机叶轮面冲刷较大，造成叶片磨损并积灰。由于叶轮的每片叶片磨损的程度不同及积灰量不同，引起风机转子不平衡。

2.2 主风机入口废气温度高

通过振动时的检测，主风机的废气温度大于工艺要求的排放温度时容易产生振动，经过分析认为原因有以下几点：一是通过检查叶轮与主轴联接螺栓松动；二是叶轮经过除尘器过火后造成叶轮材料退火，塑性加大，机械性能σb、σx 下降，在废气温度大于工艺要求后，叶轮变形加大引起转子不平衡；三是叶轮与主轴联接的螺栓及弹性垫圈材料退火，螺栓松动后由于弹性垫圈的吸收热膨胀能力因材料退火减弱，叶轮与主轴结合面出现间隙，引起振动。

2.3 安装原因

风机两侧进风口压板（铜质圈）与叶轮的间隙不均，使得叶轮两侧进气流场不均（尤其在风机两侧进口调节门开度小的时候），造成风机的压力场不稳定并导致电动机电流波动，引起电动机磁中心漂移，从而引起电动机主轴的窜动，并通过联轴器带动风机转子振动，其体现为轴承箱的轴向振动加大。

3、风机常用的平衡方法

3.1 不平衡故障的特征：

a. 振动频率主要是转速频率。转子每转一圈振动一次- 单峰频谱

b. 波形近似为正弦波。

c. 水平和垂直方向的相位相差90°。

d. 振幅随转速提高而增加。

3.2 风机常用的平衡方法有：（1）专用平衡机平衡。这种方法需要专用平衡机，并将转子从现场拆卸，运输吊装到平衡机上，多使用于制造厂。对于我厂若使用这种方法，费工费时且影响生产，经济不合算。（2）三点平衡法。一般在现场进行，先在转子的圆周上选三点分别试加重，用测振仪分次测出振动各值，按比例作图求出不平衡量的相位与大小但精度不很理想。（3）影响系数法。无须将转子从机器上拆卸解体，在现场进行平衡，操作方便，平衡精度较高。

4、方案实施

采用现场动平衡应用，使用动平衡仪确定转子不平衡，加装试重进行动平衡校验，从而消除了该主风机振动。

4.1 校正前的准备工作

利用校正前的一次计划检修，在风机裸露的光轴粘贴一反光亮片定点做为初始的振动相位。利用开机运行中，采用设备仪器对该风机进行振动测量。根据烧结主抽风机的设计，选定单面平衡的方式进行校正。

a. 选择加重平面、选择测点画相位刻度盘和鉴相标记。

b. 测得原始振动A0（幅值和相位）。

在该过程中，我们根据动平衡仪测定看频谱相位，确定风机是由于不平衡造成振动。相位的计量方向：迎着旋转方向看。

4.2 停机后的校正实施

a. 在平衡平面内加试重Q，测得振动A1；

由检修员工在标记好的0 度基准位置点焊好已准备好的试重钢板，焊接完成后启动风机，测得试重后的振动值。

b. 计算影响系数

c. 按下式求得校正质量P

4.3 计算

a. 作A0 和A1，求其差为A1-A0

b. 量A1-A0 和 A0 之间的夹角为f

c. 把试重Q 按 f 的方向转动一 f 角，此即为校正重的正确方位

d. 校正重 P 的大小为：

根据计算结果待风机停稳后，在距初始相位的角度为f 的位置贴补剩余配重，贴补半径要求与试重贴补半径相同。

动平衡后，风机振动明显下降。风机正常运行后，风门打开，转子逐渐上升到正常工作温度。此时，风机振动有较明显上升，振动相位有明显改变，应该是转子热变形所致。

5、结束语

通过运用动平衡仪，主风机采用加重找平衡的方法，现场动平衡获得了成功，减少了风机的开停机次数，提高了风机轴瓦和风机的使用寿命，减少了对电网的冲击。同时，采用现场运用动平衡，整个过程只需在计划检修时进行校正，而通常对于类似于烧结机主风机风机转子更换需3 ～ 5 天，且需将转子送至厂家进行校验，费用昂贵，现场动平衡技术的应用，大大节省了检修费用及平衡校正费用。