引风机轴向振动异常原因分析及对策

引风机轴向振动异常原因分析及对策

摘要：本文根据某电厂引风机机组振动问题进行讨论，研究如何解决振动异

常问题，综合使用调整试验、振动状态分析、振动特征分析等方法，确定异常原因，并采取有效措施。通过研究，帮助风机使用企业了解风机振动问题的处理方式，保证风机的稳定运行。

关键词：引风机；振动异常；原因分析；对策

引言：引风机轴向振动异常是比较常见的异常问题，对引风机的安全、使用

寿命、工作效率产生不利影响，很多振动异常情况都来自于多种因素，所以在解

决振动异常时，应该充分研究各种振动异常的可能，然后采取针对性的措施。

1设备概况

某电厂的引风机组存在风力不足的问题，因此针对引风机进行了升级改造，

新增单吸离心式双支撑引风机，采取对称布置。额定工况下流量为300000m3/h，

压力9313Pa，风机转速为960r/min。

2引风机故障概述

在引风机组完成改造启动后，引风机出现了振动异常问题，表现为：1号炉

在首次启动后达到额定出力，引风机驱动端的轴向振动值在30-200μm区间变化，振动的波动较大，而且并没有规律性，具有明显的非对称特征，振动峰间歇出现，出现后会维持一段时间。轴向振动通常在晚上出现，但是振动持续时间长短不一，轴向以外的振动值比较低，处在正常的振动范围[1]。经过观察，振动较大时现场

伴随强烈振感，给风机的正常运行带来了极大风险。

3振动原因分析

电厂的尾部烟道具有明显的飞灰特性，在过往的生产中，就出现过由于叶轮

积灰、腐蚀导致叶轮不平衡的情况，引起轴向振动，以及出现振动值超限的问题

[2]。但是本文中的引风机刚刚经过增容改造，叶片并没有腐蚀、积灰等情况，可

以排除燃烧飞灰对叶轮的影响，为此对运行状况展开检验工作，并进行仪器测试。

3.1运行调整试验情况

检测中开展了负荷与振动关联性试验，调节风机运行过程中入口挡板开度以

改变负荷，经过试验并未发现二者存在关联性，可以排除由于气流流场的不均匀

导致风机振动的原因。分析是否由于电机故障导致风机振动异常，专门对电机展

开试验，并未发现电机运行的异常情况，所以排除电机故障导致振动异常的可能性。通过以上两个试验，能初步推断异常振动是由机械原因导致。

3.2风机振动特征

引风机运行过程中，若叶轮不平衡则会有较大的水平振动，若风机轴承损坏

会表现为在垂直方向振动幅度较大，如果存在对轮中心偏差过大的问题，则表现

为轴向和水平方向的振动较大。本文的风机刚刚经过改造，所安装的风机属于新

设备，安装前轴承、叶轮都已经通过严格的质量检查，再次查证后并未发现质量

问题，对轮中心、轴承安装间隙、轴系水平度进行检查，同样符合技术文件要求，所以可以排除零部件、安装质量问题[3]。经过测试和现场观察，风机振动以水平

振动和垂直方向振动居多，单一轴向振动相对比较少见。由此可见，导致轴向振

动的原因十分复杂，很难从常规分析获得结论，需要使用专门的振动测试仪进行

分析，以及研究风机的动力特性，通过采集振动图谱和数据，完成辅助分析和判

断工作。

3.3振动测试分析

在现场使用振动采集分析仪对采集风机振动数据，进一步研究导致风机振动

的原因，在电机和风机周围设置数据测点。结合振动测试结果，发现引风机驱动

端的轴向振动超过200μm，自由端轴向振动在100μm以上，其他测点的振动在

60μm以内。各个测点的振动以工频为主，但是也存在工频2-6倍的高频成分，

在风机驱动端的轴向振动测点最为明显，2倍频幅值接近60μm，3-6倍频幅值为10-20μm。

3.4振动特性分析

对风机驱动端轴承座的振动特性进行了分析测试工作，在轴承座顶端沿着从

风机往电机方向的5个轴向点进行了动力特性测试，振动分别为56μm、54μm、14μm、15μm、80μm，可见不同点的差异比较明显，轴承座基础存在12μm的

振动差值。通过对轴承座的动力特性测试结果，发现轴承座存在连接不稳固的问题，导致风机振动较大，但是常规接触不良所导致的振动幅度过大问题、故障特

征与本风机的故障状况差异明显。松动或者接触不良的情况下，故障特征频率为

工频，但是结合实际情况，引风机的振动还存在比较高的高频比例。通过进一步

研究分析，确定导致引风机出现振动异常主要来自于底座接触不良和轴承座变形，导致刚度出现变化，从而造成振动存在大幅波动，振动中的高频成分来自于两个

方面，分别是由于接触不良导致接合面部位有轻微的高频成分出现，其次轴承座

强度不够存在变形，导致紧力分布不均匀造成轴承箱螺栓松动或断裂。最后在安

装过程中，存在漏油问题，导致油渗漏到接触面导致刚度表现为非线性，使撞击

产生的非线性高频成分明显放大。

根据现场情况进一步分析风机的振动现象，导致引风机振动存在异常来自于

轴承箱螺栓紧力不足，或者存在紧力分布不均匀的问题，风机的驱动端轴承座的

刚度会随运行环境变化，在周围环境温度较高时，由于轴承基座受热膨胀，会消

除结合面间隙，使轴承座具有正常刚度，风机振动状况也会接近正常，并且振动

频率稳定；如果环境温度降低，轴承座和基础开始收缩，轴承座和基础之间的间

隙会进一步增大，导致刚度降低，振动也会随之升高。安装中的漏油问题以及间

隙的影响，也会导致振动频谱中会有比较大的比例的高频成分[4]。在引风机的振

动达到200μm时，现场已经可以看到轴承底座结合面存在的呼吸效应，还能发

现漏油在结合面形成的气泡。

结合以上分析，对风机运行状况下进行了两项试验，包括给轴承基座增加顶

丝以提升轴承座的刚度，以及对轴承座使用烤灯加热，观察不同受热下风机振动

的状况。在给轴承座增加顶丝后，轴承座获得小量抬升力，引风机驱动端轴向振

动下降了40μm，控制效果十分明显。使用烤灯加热两小时后，风机振动也下降

14μm，以上两种措施都有将降低风机振动的效果。