鼓風(fēng)機(jī)的震動故障及運(yùn)行保障措施

　　艾新藝　鞍山市燃?xì)饪偣具|寧鞍山　114001

文章出自：《城市建設(shè)理論研究》第84期，6月下旬刊

　　摘要：本文對鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中常見的振動故障進(jìn)行了詳細(xì)的分析，針對產(chǎn)生振動的原因，采取了有效的措施，實(shí)現(xiàn)了振動故障的消除，確保了鼓風(fēng)機(jī)的長期安全運(yùn)行。

　　關(guān)鍵詞：鼓風(fēng)機(jī)；震動故障；原因分析；解決措施

Abstract:Thispapergivesadetailedanalysisofthecommonvibrationfaultsofblowerinoperationprocess,aimingatthecausesofvibration,takeeffectivemeasures,toachievetheeliminationofvibrationfault,toensurethelong-termsafeoperationoftheblower.

　　Keywords:blower;vibrationfault;causeanalysis;countermeasures

　　中圖分類號：TU996

　　1、鼓風(fēng)機(jī)振動的原因分析

　　鼓風(fēng)機(jī)作為高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械．其振動特性十分復(fù)雜，迫使旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動的原因也很多．無論是風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況、設(shè)計缺陷，還是支承系統(tǒng)及聯(lián)接等方面的問題都將引起風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的振動異常，一般來說，風(fēng)機(jī)振動可以分為流體誘發(fā)振動和機(jī)械振動兩大類。

　　1.1流體誘發(fā)振動是由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部介質(zhì)流動不正常所引起的。引起風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動不正常主要有如下兩個原因：①風(fēng)機(jī)設(shè)計特性不好；②風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況不正常。一般來說最常見的流體誘發(fā)振動就是喘振，喘振發(fā)生后，風(fēng)機(jī)流量會出現(xiàn)不穩(wěn)定的周期性變化，喘振故障可以根據(jù)其頻率以及振動與流理的關(guān)系而判明。一般來講，喘振大多數(shù)情況發(fā)生在鼓風(fēng)機(jī)開機(jī)或量突然減少等小流量狀況，喘振對鼓風(fēng)機(jī)的傷害很大，必須及時消除。

　　1.2機(jī)械振動是風(fēng)機(jī)最常見的振動問題。風(fēng)機(jī)機(jī)械振動具有一般旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動問題的通性。風(fēng)機(jī)最常見的機(jī)械振動問題包括以下幾大類：

　　①轉(zhuǎn)動部件（鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子）不平衡轉(zhuǎn)子不平衡是造成風(fēng)機(jī)振動異常較常見原因，基振動特點(diǎn)是：不平衡的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時將產(chǎn)生離心力，該離心力是一個矢量，其值的大小正比于偏心距離。Ｆ為離心慣性力；ｍ為偏心質(zhì)量；Ｙ為偏心距離。因此，即使是在較小偏心距ｙ情況下的微小偏心ｍ，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速較高時，其產(chǎn)生的離心慣性力Ｆ也非常大，對支承軸構(gòu)成顯著的動壓力，引起軸承的受迫振動，所以盡可能地消除轉(zhuǎn)子平衡是一項很重要的工作。鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片局部磨損和積焦油垢是鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子最常見的不平衡形式，聯(lián)軸器檢修和更換后也容易出現(xiàn)這類振動。這類振動大多會隨運(yùn)行時間的增加而增加，但在短時間內(nèi)振動幅值和相位比較穩(wěn)定，不隨流量等運(yùn)行情況的變化而變化，不平衡振動的典型性是振動信號的主頻率與工作轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的頻率相等。

　　②軸安裝不對正。鼓風(fēng)機(jī)檢修時電動機(jī)與液力耦合器、液力耦合器與風(fēng)機(jī)軸的中心安裝不正也會產(chǎn)生激振力誘發(fā)機(jī)組振動。這類振動的幅值與風(fēng)機(jī)流體流量等運(yùn)參數(shù)有一定關(guān)系，振動信號中往往含有一定量的倍頻成分。

　　③設(shè)備基礎(chǔ)松動。按照振動學(xué)原理，系統(tǒng)振動幅值與激振力大小成正比，與支撐剛度成反比。風(fēng)機(jī)、液力耦合器底座、軸承座底座地腳聯(lián)接螺栓松動，基礎(chǔ)長期運(yùn)行后出現(xiàn)裂紋以及風(fēng)機(jī)、液力耦合器機(jī)座、軸承底部與基礎(chǔ)之間的接觸不好等都會使系統(tǒng)剛度降低．在同樣大激振力的作用下也會產(chǎn)生異常大的振動。

　　④軸瓦狀況不良或軸瓦油膜振蕩引起的振動。風(fēng)機(jī)運(yùn)行到一定的階段以后，在軸瓦與軸頸接觸的表面上容易產(chǎn)生磨損或粉碎現(xiàn)象，這種損壞不規(guī)則的瓦面。給軸的運(yùn)轉(zhuǎn)帶來振動，同時影響正常油膜的形成。當(dāng)軸與軸瓦之間不能形成正常的油膜或潤滑系統(tǒng)穩(wěn)定性不好時。轉(zhuǎn)子在軸承內(nèi)潤滑油的作用下有可能產(chǎn)生較大的切向激振力，誘發(fā)轉(zhuǎn)子大幅度渦動。油膜振蕩的典型特征是振動信號的主頻率為0.4—0.5倍工作轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的頻率。這種振動與轉(zhuǎn)速關(guān)系明顯。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低到一定值后振動立即會減小。

　　⑤鼓風(fēng)機(jī)動靜運(yùn)轉(zhuǎn)部摩擦。摩擦是由于轉(zhuǎn)動部件（如密封、葉片等）與靜止部件（如機(jī)殼）的刮擦或碰撞所引起的。這種刮擦或碰撞會直接導(dǎo)致動靜部件磨損，嚴(yán)得時甚至?xí)䦟?dǎo)致軸彎曲，軸彎曲又會產(chǎn)生新的不平衡，加大機(jī)組振動。這是一個惡性循環(huán)過程．有可能會使機(jī)組振動越來越惡化。摩擦程度較輕時，振動信號中往往會含有較多的高頻成分．波形產(chǎn)生異常畸變。但是摩擦嚴(yán)重時，振動波形反而會變得很規(guī)則，與不平衡故障很相似。

　　2、鼓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的保障措施

　　2.1不同鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行保障措施

　　①當(dāng)若干臺鼓風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時，其風(fēng)量會受并聯(lián)影響而有所減少。在實(shí)際操作中，2臺容積式鼓風(fēng)機(jī)并聯(lián)時的流量損失約為10％，2臺離心式鼓風(fēng)機(jī)并聯(lián)時的流量損失則大于10％。由于輸送的種類不同，所用鼓風(fēng)機(jī)構(gòu)造也就不同，則對循環(huán)管形式的設(shè)置要求也不相同。

　　②在轉(zhuǎn)速一定的情況下，離心式鼓風(fēng)機(jī)的輸送量與其總壓頭有關(guān)。對應(yīng)于鼓風(fēng)機(jī)的最高運(yùn)行壓力，輸送量存在一個臨界值，若輸送量大于臨界值，則鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行處于穩(wěn)定狀態(tài)；若輸送量小于臨界值，則鼓風(fēng)機(jī)將出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。

　　③當(dāng)煤干餾制氣爐剛開工投產(chǎn)或因故需要延長結(jié)焦時間時，此時為了保證鼓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，并避免溫度上升過高，通常采用“大循環(huán)”的方法來調(diào)節(jié)輸送量，即將鼓風(fēng)機(jī)壓出的一部分返送至初冷器前的總管道中。雖然這種調(diào)節(jié)方法將增加鼓風(fēng)機(jī)能量的無效消耗，還會增加初冷器處理負(fù)荷和冷卻水用量，但是能保證循環(huán)溫度保持在鼓風(fēng)機(jī)允許的范圍之內(nèi)。當(dāng)冷凝鼓風(fēng)工段的處理量較小時，一般可選用容積式鼓風(fēng)機(jī)。

　　2.2鼓風(fēng)機(jī)通用運(yùn)行保障措施

　　2.2.1喘振預(yù)防

　　A喘振現(xiàn)象的判斷方式：

　　①聽風(fēng)機(jī)出氣管道的氣流噪音。接近喘振工況時，出氣管道中氣流發(fā)出的噪音時高時低，產(chǎn)生周期性變化；進(jìn)入喘振工況后，噪音立即劇增，甚至有爆音出現(xiàn)。

　　②觀測風(fēng)機(jī)出口壓力和進(jìn)口流量變化。正常工作時其出口壓力和進(jìn)口流量變化不大，進(jìn)入喘振區(qū)后二者變化都很大。

　　③觀測機(jī)體的振動情況。進(jìn)入喘振區(qū)時，機(jī)體和軸承都會發(fā)生強(qiáng)烈的振動。

　　B預(yù)防喘振現(xiàn)象的主要方法：

　　①出風(fēng)管放氣。在出風(fēng)管上設(shè)一旁通管，一旦風(fēng)量降低至最小值，旁通管上的閥門自動打開放氣，此時進(jìn)口的流量增加，工作點(diǎn)可由喘振區(qū)移至穩(wěn)定工作區(qū)，從而消除了進(jìn)氣流量小、沖角過大引起失速、發(fā)生喘振的可能性。

　　②采用進(jìn)口導(dǎo)葉片調(diào)節(jié)風(fēng)量。隨著工況變化，導(dǎo)葉片旋轉(zhuǎn)改變通道面積適應(yīng)新工況的要求，從而避免氣流失速，可有效防止風(fēng)機(jī)喘振。

　　2.2.2噪聲控制

　　鼓風(fēng)機(jī)的噪聲主要通過風(fēng)機(jī)本體、進(jìn)出風(fēng)管和連接風(fēng)道傳播，對環(huán)境影響非常惡劣。國外有的鼓風(fēng)機(jī)房為減小噪聲將鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在地下，而地上式鼓風(fēng)機(jī)房室內(nèi)設(shè)有吸音板，門、窗全部密封，其造價很可觀。結(jié)合我國實(shí)際情況，針對風(fēng)機(jī)組產(chǎn)生的各種噪聲源，通常采取的噪聲控制措施有：消聲、隔聲和吸聲、隔振、包覆。

　　①消聲。裝設(shè)消聲器是控制風(fēng)機(jī)噪聲的主要途徑。消聲器是一種阻止聲音傳播而允許氣流通過的裝置，可以大大減弱進(jìn)、出風(fēng)口傳播出來的噪聲。

　　②隔聲和吸聲。風(fēng)機(jī)進(jìn)、出風(fēng)管加設(shè)消聲器后，其風(fēng)機(jī)殼體的輻射噪聲仍對周圍環(huán)境有較大干擾。在條件允許的情況下，可采取隔音措施，設(shè)置隔聲室，在室內(nèi)壁及天棚襯貼多孔性吸聲材料，以消除機(jī)組產(chǎn)生的噪聲。

　　③隔振。振動是噪聲的主要起源，風(fēng)機(jī)組的振動會產(chǎn)生低頻噪聲，故減輕機(jī)器振動是控制噪聲的治本辦法。為此，風(fēng)機(jī)的外殼材料宜選用鑄鐵，以增加設(shè)備自重與外殼厚度，減小自振。在風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口處設(shè)置柔性波紋管減振接頭，降低風(fēng)機(jī)振動傳遞到風(fēng)道上產(chǎn)生的輻射噪聲。對于小型鼓風(fēng)機(jī)可在機(jī)組下加設(shè)減振器。

　　④包覆。目前大多數(shù)室外出風(fēng)管道設(shè)在地面上，實(shí)際運(yùn)行中噪聲很大，可將出風(fēng)管全部設(shè)在地面以下，利用土層吸音或用隔音材料包覆管道。

　　2.2.3風(fēng)機(jī)冷卻

　　為改善鼓風(fēng)機(jī)房運(yùn)行管理環(huán)境，在選擇鼓風(fēng)機(jī)時需考慮其冷卻形式。目前常采用的冷卻方式有水冷和風(fēng)冷，運(yùn)行經(jīng)驗表明，水冷雖然增加了冷卻水系統(tǒng)，但運(yùn)行環(huán)境良好：而風(fēng)冷的鼓風(fēng)機(jī)熱量直接排至室內(nèi)，影響環(huán)境。因此，鼓風(fēng)機(jī)選型時宜選擇水冷型。

　　2.3針對轉(zhuǎn)動部件不平衡的情況，可以通過清除轉(zhuǎn)子葉片局部積的焦油垢。然后做動平衡來處理。

　　2.4針對不對中的情況，可以通過檢修調(diào)整電動機(jī)與液力耦合器。液力耦合器與風(fēng)機(jī)軸的對中狀態(tài)來解決。

　　2.5針對設(shè)備基礎(chǔ)松動引起風(fēng)機(jī)振動的情況。要及時緊固地腳聯(lián)接螺栓。或在機(jī)座與基礎(chǔ)之間加斜墊鐵來找乎緊固。

　　2.6發(fā)生摩擦故障造成風(fēng)機(jī)急劇振動時。必須及時停機(jī)。尋找造成動靜部件摩擦的原因并進(jìn)行相應(yīng)處理。

　　3、結(jié)束語

　　綜上所述，鼓風(fēng)機(jī)在安全生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用，因此，采取有效措施保障鼓風(fēng)機(jī)長期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。