空冷风机破坏性振动解决办法

空冷风机破坏性振动解决办法

[摘要]本文介绍了气体分馏车间车间塔顶空冷风机破坏性振动造成的损害，分析了空冷风机振动的机理，通过实际测量的振动数据证明了增加刚性支撑是降低振动振幅和振速的合理手段。

[关键字]振动；频率；转速；一次扰动频率；高频扰动

前言：

车间空冷风机自2006年6月，由于启运时间长、使用频率高、冷却负荷大，风机经常出现故障，主要表现在空冷风机振动严重、噪声大、经常性翅片折断，对平稳生产影响很大。经进一步测量和数据分析认为振动是故障的主要原因，并于2006年9月对原空冷风机的钢结构支架进行改造，焊接加强角钢对空冷风机整体加固，经过改造空冷风机振动明显下降，改造后运行平稳，故障率大大降低。

1.简介

气分车间空冷风机共有6台，型号为Gz-BF-45HK4-VS37，叶轮直径4.5m，由电动机驱动，其中有三台变频可以通过变频器调节风机转速。空冷风机是蒸馏过程中塔顶冷却和塔压控制的重要设备，自2006年6月空冷风机开始振动异常，风机运行时振动声音大、振幅大，强烈的振动使得从6月份到8月份空冷故障率大幅上升，共发生5次严重故障：

2.引起空冷风机振动的原因分析：

每个风机单元主要由风机、电机、传动机构和风机壳架等组成。引起机械振动的原因是多方面的，根据风机的具体结构分析，主要的振动根源有以下几方面：

（1）运转机械的不平衡。这里主要是风机翅片的转动不平衡，振动应具有一定的规律性，其频率大致等于电机的转数。（钳工进行动平衡校对没有发现转动不平衡）

（2）传动轴系的振动。按照振动的特性又可分成以下三类：

a.由电机的转矩不均匀引起的扭转振动；

b.由轴承间距和转速的不利配合引起的横向振动；

c.由风机的不均匀推力引起的纵向振动。（常减压空冷风机用皮带传动故不存在a、b振动情况，但c纵向振动影响较大）

（3）风机扰动。一般风机扰动常成为通风设备振动的主要根源。按振动的

性质可分两种：一种是其扰动频率和风机的转数相等，称为一次扰动或轴频扰动，它主要是由风机的制造、安误差引起，如平衡不好、安装偏心以及各叶片的螺距不均匀等等。一种其扰动频率等于风机的转数与叶片数的乘积，称为高次扰动或叶频扰动，它主要是由于叶片工作在风筒的不均匀伴流中，因此产生了周期变化的空气动力，从而引起振动。

由测量数据可以看出，一次扰动频率和不同转速下的风机自身频率无关，不能形成共振，而高频扰动频率在不同转速下等于或接近风机自身频率，能形成共振是造成空冷风机破坏性振动的主要原因。而这种高频扰动是由于叶片在风筒的不均匀伴流产生了周期变化的空气动力而引起的振动。进一步分析是由于空冷风机刚性支撑整体强度低，在风机工作时风机支撑梁轻微晃动使风机工作时叶片产生周期性不稳定气流而形成的空冷风机与风筒共振。

3.解决办法

针对空冷风机振动情况，通过数据测量和振动分析认为是空冷风机运转时间较长，各部配合间隙增大，造成原支撑刚度稳定性不够形成破坏性振动。在2006年8月下旬对振动严重的空冷风机EC-102／3支架进行了焊接刚性支撑角钢的加固方法，加固后振动值明显减小，效果良好。于是对所有空冷支架全部焊接刚性支撑进行整体加固并在加固后重新测量振动数据，将空冷风机整体加固前和加固后的振动数据对比列表如下：

通过以上数据对比空冷风机自加固后震动明显减轻，用肉眼观察空冷风机振动的振幅和振速明显减小，最大的振幅由0.523mm减小到0.035mm，振速从8.833mm／s下降到3.179mm／s，振动频率明显增大。焊接支撑前在空冷转速在800～满转情况下有明显的高频扰振现象（变频风机EC101／1、EC101／2体现较为明显）。焊接支撑后这种现象消失。以EC-102／3为例；6月20日对其测量振幅振速分别为0.084MM和7.15MM／S，8月30日对其测量的振幅振速为0.024MM和2.741MM／S，焊接刚性支撑对空冷整体加固后振动减轻，破坏性振动消失。

4.结论

对于空冷风机刚性支撑整体强度低，在风机工作时风机支撑梁轻微晃动使风机工作时叶片产生周期性不稳定气流而形成的空冷风机与风筒共振这种情况焊接刚性加固支撑是一种很有效解决振动的方法。