关于风机叶片振动的检测与分析

关于风机叶片振动的检测与分析

摘要：鉴于发电机的工作环境通常都比较恶劣，极易出现损坏或者故障的情况，故而对于发电机的运行状态监测和故障判断极为关键。研究设计风机叶片振动检

测方法是极其重要的，它对于降低发电机的故障几率、延长发电机的工作寿命以

及减少发电量的损失等具有重要意义。据此，通过研究风机故障频谱的分析，并

加以总结各种特点。

关键词：风机叶片；振动；监测

1引言

发电的处所大多处于较为偏僻的地区或者海上，且一些零件的更换过程极为

繁琐，所以日常的维护和检修进行起来较为困难，而又因为风机叶片因振动所引

发的故障极其严重，所以现阶段研究其振动的监测方法极其重要。

2造成风机振动的原因

可能会造成振动的原因有许多，就比如在加工生产的时候可能存在的误差、

安装误差、载荷、润滑状态等原因。而叶片的刚度是载荷的非线性函数，故而在

处理持续运转的时候，叶片可能会受到的作用力为周期性变化。啮合刚度产生的

改变会被付氏变换，引发多频激励。假如叶片存在开裂或者点蚀的状况，那么叶

片的弯曲刚度就会降低，而存有裂纹的叶片或者存在点蚀的叶片在进行啮合的过

程当中的综合啮合刚度就会较以往偏低，造成啮合冲击的振动特征发生变化[1]。

（1）由机械问题引发的振动：可能由于转子在最开始制作的过程中或者安装的时候存在的一些误差，致使转子产生弯曲变形、部件松动等问题致使转子不平衡。也有可能是在安装原动机和工作机的时候为准确连接，致使其温升不等等问

题引发振动。

（2）由于工作介质造成的振动：可能由于进入风机的气流压力、流量的改变产生气流激振力，或者气流当中的粉尘密度不均匀，使得转子的受力不均匀，有

可能造成风机振动。

（3）由于润滑系统的问题导致的振动：润滑系统如果出现问题，将会导致轴承在运转过程当中出现发生振动。

3叶片磨损的原因及措施

导致风机叶片出现磨损情况的原因呈现出多样性的特点，当锅炉风机运行过

程中没有针对工况状态进行设计时，叶片进口圆弧切线与叶轮中进气方向则会无

法保持一致，会有进气冲角产生。同时当风机运行过程中其气流粒会对叶片进口

位置带来一定的磨损和冲刷作用。在实际锅炉机组中，通常会将旋风除尘设备设

置在引风机进气口位置处，这种设备防尘效果较好，但当针对除尘设备清理不及时，引风机容易出现灰尘积聚的情况，风机在运行过程中产生的气流会将粉尘粒

带至叶片附近，其所产生的作用与锉刀叶片相同，导致叶片磨损加剧。另外，当

风机叶片焊缝或是构成材料硬度达不到标准要求时，进入的粉尘硬度较高的情况下，也会加剧叶片的磨损。针对于叶片磨损问题进行具体处理时，宜采取以下几

方面的处理措施。

第一，在实际工作中需要做好除尘工作，针对于除尘设备和叶片上的杂物和

灰尘要及时进行清量，尽可能的降低烟气和粉尘量。严格控制锅炉运行过程中使

用的煤质。一般情况下在风机运行过程中，间隔两小时宜进行一些灰尘清理，这

样可以有效的降低叶片的磨损度。

第二，叶片运行时要降低排气阻力，即在叶片进口处需要保证切线弧度及气

流通道的畅通性，这样风机运行中所产生的气流能够一次性直接排出，从而达到

降低叶片运行阻力的作用。

第三，加大对风机叶轮改造的力度，在风机运行过程中，技术人员需要针对

风机叶轮运行工况对其进行不断改造，进一步提升叶片使用寿命。通常情况下经

过改造后叶片主要为单板弯叶片的形式，这样能够进一步提升电机负荷量，降低

叶片磨损度，而且对叶轮使用寿命的延长也具有积极的意义。

第四，针对于设备和材料层面入手，进一步提高叶片构成材料的硬度和强度，确保叶片的整体质量，这样可以有效的降低叶片磨损程度。叶片磨损会导致风机

轴承出现振动，这是锅炉风机中较为普遍的情况，叶片出现磨损后会破坏风机的

平衡，引起风机出现较大的振动。针对于叶片磨损导致的风机轴承振动，宜将一

个手孔门安装在风机壳面对叶轮的位置，具体安装时处理人员位于风机之外，对

其内部进行手动操作进行手孔门的关闭。当振动出现后停下锅炉风机，打开手孔门，加重风机中轮的重量，计算相应位置和重量，具体完成叶轮焊接操作。另外，为了做好锅炉风机挡板的维护工作，减少漏风问题的发生，可以将单侧风机停止，这样热风不会漏出送风机，可以保证工作环境的稳定性。

4现阶段风机叶片振动的监测方法

现阶段发电的主要维护是通过技术人员现场实地检查以及对于实时监控系统

进行分析进行的；可以通过在工作机舱装设多条视频监测信号；可以对发电机组

进行视频监控；还可以架设温度监测器，对机组的运行温度进行监控；或者加设

声音监控设备，对于机械运作可能出现的非正常噪声进行监测，也可以利用其和

现场技术人员进行直接的技术交流。对于叶片、轴承等旋转机械的振动情况进行

实时报警，整合系统，将视频监控、声音监控、温度监控等监控设备统一管理，

并加以结合预警系统。利用振动加速度传感器对叶片的振动信号进行实时监控，

通过对所获取的信号进行分析判断振动产生的原因，从而有效地找到故障的区域，并且在一定程度上得出故障的程度大小以及故障原因。降低非计划停机所造成的

损失，延长维修间期，将非必要检修减少到最少。在数据采集方面积极采用最先

进的数据处理器，有效整合所采集到的温度信息、振动情况以及视频、音频信息。实现对设备故障的提前预知、早预报、早诊断，最终把故障消灭在萌芽之中。努

力提升设备运行的安全能力、减少设备停机时间及降低维修成本。

5日常运行中的维护措施

在日常风机运行过程中需要做好油脂标准落实工作，定期针对油脂进行例行

化验，以此来保证转动轴承处于较为理想的润滑状态。同时还要提高检修工艺质量，保证风机轴承中心处于允许的范围内，不会发生叶片漂移及螺栓松动等问题。每次停炉时要及时对叶轮表面积灰进行处理，同时增加一套设备，这样风机运转

时能够借助于压缩空气在不停机的情况下完成清灰。增加风机振动监测设备，针

对风机振动情况进行有效的监测和预防。每次具体检修完成后，需要对风机进行

动平衡试验，调整风机振动值，确保其处于规定范围内。由于锅炉空预器发生堵

管事故的几率较大，因此在停炉检修时宜有效疏通空预器管，降低系统阻力。另外，风机在工作一定时间后，需要根据具体的标准要求来对叶轮和固定螺钉开展

常规检查，检修人员还需要定期做好引风机及轴承箱上地脚螺钉的紧固工作。

通过状态监测来获得具体的信息，并根据获得的信息来诊断风机故障。具体

要明确是否存在故障，在出现故障的情况下要明确故障的位置和类型，进一步对

故障严重程度进行诊断，根据故障程度来采取切实可行的维护和检修方法。在当

前针对风机故障进行诊断时，充分的运用了人工智能算法，有效的提高了诊断的