发电厂锅炉引风机振动原因分析及处理

发电厂锅炉引风机振动原因分析及处理
【摘要】本文以秦皇岛热电厂的3号炉2台引风机为例，介绍了风机在通过提高功率的技术改造之后，在高速运行时所存在的振动问题；并分别介绍了风机的振动现状测试、气流激振试验和振动变化试验的观察结果，通过数据对比分析，找到了风机产生振动的原因，并提出了对应的处理措施。

【关键词】离心式引风机振动原因试验
中图分类号：tm6 文献标识码：a 文章编号：
一、前言
文中介绍的秦皇岛热电厂的3号锅炉是属于超高压自然循环的煤粉炉。

锅炉配置了2台0．8—370型双吸双速引风机。

在锅炉改造之前，当机组在200mw的负荷高速运行时候，甲／乙侧引风机即在高速挡运行，锅炉处于低氧燃烧状态。

在2006年锅炉大修的时候，规定机组恢复铭牌功率为210mw，增加一级热管空气预热器来降低排烟温度进而提高锅炉的经济性，这就造成了在锅炉尾部烟道的阻力增加。

因此，决定采取引风机提高功率的技术改造。

同时，又对电机进行了变极数改造，将电机的变极数由原来的低速500r／min 和高速600r／min变成低速600r／min和高速750r／min。

经过改造以后，甲侧引风机在高速运行、乙侧引风机在低速运行的时候，这个机组运行总负荷为210mw，但是仅运行了2天之后，甲、乙侧引风机都因为振动过大而被迫转为低速运行。

这样，当2台引风机同时低速运行的时候，机组最高负荷仅为180—195mw负荷，每天
少发电近(50一60)万kw·h，也因此带来了巨大经济损失。

下面通过介绍这两台引风机系统的测试情况、振动原因分析来提出具体的改进措施。

二、引风机的振动试验
我们都知道，风机发生振动主要有二种原因，一个是因为机械存在的不平衡而引起的振动，另外一个是由于空气动力场脉动而引起的振动。

为了找出锅炉风机振动是属于哪种原因，进行了下面的试验。

1、引风机的振动现状测试
首先，在正常的工作状态下，对甲、乙侧引风机分别进行低、高速振动现状的测试，让其正常运转，并记录跟踪它们的振动数值，一旦发现振动值超出标准，则马上停止风机转动进行开壳检查。

观察发现，甲侧引风机在低速运行的时候振动幅度不大，但是在高速运行之后振动则急剧上升。

在引风机停机之后，我们打开甲侧引风机和电机之间联轴器，查找发现甲的单转电机、升降速曲线和频谱数据分析并没有异常现象现象发生，状态均处于正常。

然后我们再将联轴器接好，继续进行高速运行，甲侧引风机的各瓦轴振动均符合振动标准。

通过对监测数据进行系统的分析比较后，我们发现，甲引风机的不平衡量出现了明显变化，但具体的情况还有待于进一步的试验验证。

对乙风机进行试验发现，乙侧引风机在高速运行之后，乙侧电机振动得很厉害，原因经过分析判断，可能是因为乙侧电机转子存在裂纹所带来的影响。

2、气流激振试验
由于在上面的实验中，我们判断乙侧引风机电机转子可能存在裂纹，不具备试验条件。

我们只能对甲侧引风机进行系统试验来进行研究。

我们首先选择利用调节门开度来对甲进行气流激振实验测试。

在甲高速运行的时候，我们把调节门开度分别设定为0％、25％、50％、75％和100％这五种不同的工况，再对各瓦水平和垂直振动分别进行数据测量，其目的就是验证甲引风机的振动是否由于空气的动力脉动原因所引起。

经过几组情况的对比发现，通过测量的数据反应的结果我们看出，甲引风机的振动和引风机调节门的开度没有直接关系，进而得出引风机振动并不是由于空气动力脉动引起的。

3、甲侧引风机振动的变化观测试验
当甲侧引风机保持在750r／rain转速下运行，乙侧引风机保持在600r／min转速下运行，此时的机组运行负荷为210mw，连续35h 记录并测量引风机各瓦轴振动的变化情况。

我们从观测数据中发现，甲侧引风机振动变化情况数据。

三、振动原因的分析及改进措施
1、振动原因的分析
风机振动的原因可以分成下面几种情况
(1)由于甲侧引风机的轮毂压紧力不够，造成风机在工作中的不平衡量发生移动。

从甲侧的振动观测试验可以发现，在风机工作过程中，引风机的
端瓦与腰瓦的基频振动的相位发生相当大的变化，即引风机的不平衡引起的振动相位发生相对较大的移动。

引风机端瓦和腰瓦显示的振动数据可以说明，在风机连续不间断运行一段时间之后，与轮毂的不平衡量会发生一定的变化。

当甲侧引风机改造之后，高速由600r／rain提高到了750r／rain，离心力提高了56％，但是由于轮毂压紧力没有办法测量，使得引风机改造后并不能充分考虑轮毂压紧力的问题。

(2)甲侧引风机电机存在电磁振动
甲侧引风机观测的试验频谱图说明，甲侧引风机的振动剧烈之后，电机腰瓦的水平振动出现4倍频，在试验开始的时候．电机的腰瓦、端瓦频谱图中并没有出现4倍频分量，通过分析认为，造成振动的原因可能是电机工作发热以后，电机定子和转子的磁力中心发生了变化，之间的间隙发生变化，这样就造成了振动加剧，从而引发了电磁的振动。

(3)甲侧引风机的电机机壳在高速运行的时候产生共振
在转速变化时候，电机机壳振动的幅值和相位的变化加剧，这就表明电机外壳高速运行时会产生共振现象。

(4)甲侧引风机的电机转子和定子磁力中心偏大，造成转子轴向窜动
甲侧引风机在保持高速运行了一段时间之后就会出现轴向窜动，产生窜动主要有以下二个原因：
①电机转子后瓦的扬度过大
我们把转子水平放在用于测量的2个支承瓦上面，转子本身并没有产生轴向的滑动力。

但是，当我们将转子放置在存在着高度差的2个支承瓦上面的时候，转子就开始窜动起来，这说明，转子在重力的作用下产生了轴向的窜动。

②电机定、转子的磁力中心的偏差范围过大
电机转子和定子都是存在各自的磁力中心的。

一般情况下，在承载工作和磁场强度的作用下，磁力中心线的力图就会重合在一起。

当两者在没有发生重合的时候，转子会在定子磁的拉力作用下，发生轴向窜动。

安装正确的电机，在正常的工作情况之下，转子在转动过程中会因为受热而伸长，这也就造成了转子和定子磁力中心产生了偏差。

甲侧引风机在开始运行时并没有发生窜动，但是在运行了30h之后就出现了窜动现象，这也恰恰说明转子轴向窜动与温度有关。

2、改进措施
通过在甲侧引风机振动原因分析的基础上，提出以下几点改进措施：
(1)对甲侧引风机应该加大轮毂的压紧力，避免造成压紧力不足的情况；
(2)适当增加甲侧引风机电机壳体的轴向刚度；
(3)适当调整电机转子的扬度，在电机转子装配时转子的磁力中心应该更加侧重于定子的磁力中心方面，使磁拉力和转子下滑力能够相互抵消；
(4)及时更换或者修理乙侧电机的转子。

五、结语
综上所述，秦皇岛热电厂的3号炉应该甲侧引风机加大轮毂的压紧力、乙侧引风机应该在更换电机转子之后，保持甲侧引风机高速运行、乙侧引风机低速运行的状态，将机组负荷稳定在210mw，这种运行状况很好，在运行的六个多月时间内，也没有出现过任何的问题，完全达到了预期的效果，希望通过介绍能够给大家的工作带来启示和参考。

参考文献
[1]孟凡绥．轴流式风机喘振分析[j]．华北电力技术，2001，(12)：4849．
[2]李庆军，侯国忠，黄晓波．浅谈多风井多风机分区并联通风[j]．煤炭技术，2005，(2)：67-68．
[3]武瑞林．煤气鼓风机的喘振现象及其预防[j]．燃料与化工，2009，(5)：281-283．。