鼓风机的震动故障及运行保障措施

　　摘 要：本文对鼓风机在运行过程中常见的振动故障进行了详细的分析，针对产生振动的原因，采取了有效的措施，实现了振动故障的消除，确保了鼓风机的长期安全运行。

　　关键词：鼓风机;震动故障;原因分析;解决措施

　　1、鼓风机振动的原因分析

　　鼓风机作为高速旋转机械.其振动特性十分复杂，迫使旋转机械振动的原因也很多.无论是风机运行状况、设计缺陷，还是支承系统及联接等方面的问题都将引起风机运转过程中的振动异常，一般来说，风机振动可以分为流体诱发振动和机械振动两大类。

　　1.1 流体诱发振动是由于风机内部介质流动不正常所引起的。引起风机内部流动不正常主要有如下两个原因：①风机设计特性不好;②风机运行状况不正常。一般来说最常见的流体诱发振动就是喘振，喘振发生后，风机流量会出现不稳定的周期性变化，喘振故障可以根据其频率以及振动与流理的关系而判明。一般来讲，喘振大多数情况发生在鼓风机开机或量突然减少等小流量状况，喘振对鼓风机的伤害很大，必须及时消除。

　　1.2 机械振动是风机最常见的振动问题。风机机械振动具有一般旋转机械振动问题的通性。风机最常见的机械振动问题包括以下几大类：

　　①转动部件(鼓风机转子)不平衡转子不平衡是造成风机振动异常较常见原因，基振动特点是：不平衡的转子在旋转时将产生离心力，该离心力是一个矢量，其值的大小正比于偏心距离。F为离心惯性力;m为偏心质量;Y为偏心距离。因此，即使是在较小偏心距y情况下的微小偏心m，当轴的转速较高时，其产生的离心惯性力F也非常大，对支承轴构成显著的动压力，引起轴承的受迫振动，所以尽可能地消除转子平衡是一项很重要的工作。鼓风机转子叶片局部磨损和积焦油垢是鼓风机转子最常见的不平衡形式，联轴器检修和更换后也容易出现这类振动。这类振动大多会随运行时间的增加而增加，但在短时间内振动幅值和相位比较稳定，不随流量等运行情况的变化而变化，不平衡振动的典型性是振动信号的主频率与工作转速所对应的频率相等。

　　②轴安装不对正。鼓风机检修时电动机与液力耦合器、液力耦合器与风机轴的中心安装不正也会产生激振力诱发机组振动。这类振动的幅值与风机流体流量等运参数有一定关系，振动信号中往往含有一定量的倍频成分。

　　③设备基础松动。按照振动学原理，系统振动幅值与激振力大小成正比，与支撑刚度成反比。风机、液力耦合器底座、轴承座底座地脚联接螺栓松动，基础长期运行后出现裂纹以及风机、液力耦合器机座、轴承底部与基础之间的接触不好等都会使系统刚度降低.在同样大激振力的作用下也会产生异常大的振动。

　　④轴瓦状况不良或轴瓦油膜振荡引起的振动。风机运行到一定的阶段以后，在轴瓦与轴颈接触的表面上容易产生磨损或粉碎现象，这种损坏不规则的瓦面。给轴的运转带来振动，同时影响正常油膜的形成。当轴与轴瓦之间不能形成正常的油膜或润滑系统稳定性不好时。转子在轴承内润滑油的作用下有可能产生较大的切向激振力，诱发转子大幅度涡动。油膜振荡的典型特征是振动信号的主频率为0.4—0.5倍工作转速所对应的频率。这种振动与转速关系明显。当转速降低到一定值后振动立即会减小。

　　⑤鼓风机动静运转部摩擦。摩擦是由于转动部件(如密封、叶片等)与静止部件(如机壳)的刮擦或碰撞所引起的。这种刮擦或碰撞会直接导致动静部件磨损，严得时甚至会导致轴弯曲，轴弯曲又会产生新的不平衡，加大机组振动。这是一个恶性循环过程.有可能会使机组振动越来越恶化。摩擦程度较轻时，振动信号中往往会含有较多的高频成分.波形产生异常畸变。但是摩擦严重时，振动波形反而会变得很规则，与不平衡故障很相似。

　　2、鼓风机正常运行的保障措施

　　2.1 不同鼓风机运行保障措施

　　①当若干台鼓风机并联运行时，其风量会受并联影响而有所减少。在实际操作中，2台容积式鼓风机并联时的流量损失约为10%，2台离心式鼓风机并联时的流量损失则大于10%。由于输送的种类不同，所用鼓风机构造也就不同，则对循环管形式的设置要求也不相同。

　　②在转速一定的情况下，离心式鼓风机的输送量与其总压头有关。对应于鼓风机的最高运行压力，输送量存在一个临界值，若输送量大于临界值，则鼓风机的运行处于稳定状态;若输送量小于临界值，则鼓风机将出现喘振现象。

　　③当煤干馏制气炉刚开工投产或因故需要延长结焦时间时，此时为了保证鼓风机稳定运行，并避免温度上升过高，通常采用“大循环”的方法来调节输送量，即将鼓风机压出的一部分返送至初冷器前的总管道中。虽然这种调节方法将增加鼓风机能量的无效消耗，还会增加初冷器处理负荷和冷却水用量，但是能保证循环温度保持在鼓风机允许的范围之内。当冷凝鼓风工段的处理量较小时，一般可选用容积式鼓风机。

　　2.2 鼓风机通用运行保障措施

　　2.2.1 喘振预防

　　A喘振现象的判断方式：

　　①听风机出气管道的气流噪音。接近喘振工况时，出气管道中气流发出的噪音时高时低，产生周期性变化;进入喘振工况后，噪音立即剧增，甚至有爆音出现。

　　②观测风机出口压力和进口流量变化。正常工作时其出口压力和进口流量变化不大，进入喘振区后二者变化都很大。

　　③观测机体的振动情况。进入喘振区时，机体和轴承都会发生强烈的振动。

　　B预防喘振现象的主要方法：

　　①出风管放气。在出风管上设一旁通管，一旦风量降低至最小值，旁通管上的阀门自动打开放气，此时进口的流量增加，工作点可由喘振区移至稳定工作区，从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速、发生喘振的可能性。

　　②采用进口导叶片调节风量。随着工况变化，导叶片旋转改变通道面积适应新工况的要求，从而避免气流失速，可有效防止风机喘振。

　　2.2.2 噪声控制

　　鼓风机的噪声主要通过风机本体、进出风管和连接风道传播，对环境影响非常恶劣。国外有的鼓风机房为减小噪声将鼓风机设在地下，而地上式鼓风机房室内设有吸音板，门、窗全部密封，其造价很可观。结合我国实际情况，针对风机组产生的各种噪声源，通常采取的噪声控制措施有：消声、隔声和吸声、隔振、包覆。

　　①消声。装设消声器是控制风机噪声的主要途径。消声器是一种阻止声音传播而允许气流通过的装置，可以大大减弱进、出风口传播出来的噪声。

　　②隔声和吸声。风机进、出风管加设消声器后，其风机壳体的辐射噪声仍对周围环境有较大干扰。在条件允许的情况下，可采取隔音措施，设置隔声室，在室内壁及天棚衬贴多孔性吸声材料，以消除机组产生的噪声。

　　③隔振。振动是噪声的主要起源，风机组的振动会产生低频噪声，故减轻机器振动是控制噪声的治本办法。为此，风机的外壳材料宜选用铸铁，以增加设备自重与外壳厚度，减小自振。在风机进、出口处设置柔性波纹管减振接头，降低风机振动传递到风道上产生的辐射噪声。对于小型鼓风机可在机组下加设减振器。

　　④包覆。目前大多数室外出风管道设在地面上，实际运行中噪声很大，可将出风管全部设在地面以下，利用土层吸音或用隔音材料包覆管道。

　　2.2.3 风机冷却

　　为改善鼓风机房运行管理环境，在选择鼓风机时需考虑其冷却形式。目前常采用的冷却方式有水冷和风冷，运行经验表明，水冷虽然增加了冷却水系统，但运行环境良好：而风冷的鼓风机热量直接排至室内，影响环境。因此，鼓风机选型时宜选择水冷型。

　　2.3 针对转动部件不平衡的情况，可以通过清除转子叶片局部积的焦油垢。然后做动平衡来处理。

　　2.4 针对不对中的情况，可以通过检修调整电动机与液力耦合器。液力耦合器与风机轴的对中状态来解决。

　　2.5 针对设备基础松动引起风机振动的情况。要及时紧固地脚联接螺栓。或在机座与基础之间加斜垫铁来找乎紧固。

　　2.6 发生摩擦故障造成风机急剧振动时。必须及时停机。寻找造成动静部件摩擦的原因并进行相应处理。

　　3、结束语

　　综上所述，鼓风机在安全生产中发挥着十分重要的作用，因此，采取有效措施保障鼓风机长期稳定运行至关重要。

　　作者简介：艾新艺 鞍山市燃气总公司 辽宁鞍山 114001

　　本文发表在《城市建设理论研究》2013年6月下旬刊上，总第84期