火电厂600MW机组风机振动的分析与控制

摘要：风机作为火力发电厂重要辅机设备之一，其良好的运行对于机组的安全性与经济性有着重要的保障作用。然而，随着机组容量的日趋扩大，风机在运行中也会暴露出很多问题，尤以振动较为突出。故笔者结合多年工作经验，对600MW机组的风机异常振动进行了分析，提出了控制振动的可行性措施，以供参考。

关键词：风机 机械振动 流体振动 控制

前言：火力发电厂常用的风机按用途可以分为送风机、引风机、排粉机等，对于大容量再热机组锅炉还采用了再循环风机等。这些风机在锅炉的送风、制粉和烟气系统中担负不同的工作任务，其运行状况对电厂的安全、经济运行十分重要。目前，风机在运行中还存在不少问题，尤其是振动现象，一直以来都是风机运行中的常见故障之一，严重时将危及风机的安全运行，甚至会影响到整个机组的正常运行。且随着机组容量的日趋大型化，其振动问题也变得尤为突出。故笔者将结合600MW机组的风机异常振动，对其原因与控制措施进行分析。

1.风机振动的原因

鉴于引起风机振动原因的复杂性及易于察觉的特点，通常将风机的振动原因分为机械引起的振动和流体流动引起的振动。

1.1 机械原因引起的振动

1.1.1 转子质量不平衡引起的振动

实践表明，引起风机的振动多数属于转子质量不平衡的振动，其特征是振动频率与该风机转速的高低有关，和转速一致。造成这种振动的原因有很多，例如运行中叶轮叶片的局部腐蚀或磨损；叶片表面不均匀积灰或有附着物（如铁锈）；机翼风机叶片局部磨穿进入飞灰；轴与密封圈发生强烈的摩擦，产生局部高温使轴弯曲；叶轮上的平衡块重量与位置不对，或位置移动以及检修后未找平衡等，均会造成转子质量不平衡，从而产生剧烈振动。

1.1.2 转子中心不正引起的振动

如果风机联轴器不同心，结合面平行度达不到安装要求（机械加工精度或安装不合要求），就会使联轴器间隙随轴旋转而忽大忽小，造成中心不正，因而发生和质量不平衡一样的周期性强迫振动，其主要特征是振动频率和转速成倍数关系，振幅随风机轴与电动机轴的偏心距大小而变。

造成转子中心不正的主要原因有以下几个方面：①风机在安装或检修后找中心不正，试转时就会产生振动，此时应重新进行找正工作；②轴承磨损也会使中心不正，此时的振动是逐渐增大的，必要时应尽早修复或更换；③联轴器的螺栓配合状态不良或齿形联轴器的齿轮合状态不佳，都会影响中心的对正而使振动逐渐加大；④轴承架刚性不会，也是造成风机轴的中心不对的重要原因之一。

1.1.3 动静部件之间的摩擦引起振动

若由热应力而造成风机变形过大或轴弯曲，及其他原因使转动部分与静止部分接触发生摩擦，则摩擦力作用方向与轴旋转方向相反，对转轴运动有阻碍作用，使轴偏转而产生振动。这种振动是自激振动，主要特征是与转速无关，其振动频率等于转子的临界速度，且常伴有金属摩擦或撞击声。

1.1.4 基础不良或地脚螺栓松动

基础下沉，基础或基座的刚度不够或安装不牢固等，均会引起风机的振动。例如，风机基础混凝土底座打得不够坚实，其地脚螺钉安装不牢固，则其基础的固有频率与某些不平衡激振频率相重合时，就有可能产生共振，其主要特征是局部振感显著。

1.1.5 转子的临界转速引起的振动

当转子的转速逐渐增加并接近风机的固有振动频率时，风机就会猛烈的振动起来，转速低于或高于这一转速，就能平稳的工作。通常把风机发生这种猛烈振动时的转速成为临界转速n。风机的工作转速不能与临界转速相重合、接近或成倍数，否则将发生共振现象而使风机遭到破坏。

风机的工作转速低于第一临界转速的轴称为刚性轴，高于第一临界转速的轴称为柔性轴。风机的轴多采用刚性轴，以利扩大调速范围。

1.2 流体流动引起的振动

通常情况下，风机全压忽高忽低，流量时正时负的剧烈波动会产生气流的猛烈撞击，使风机出现强烈的振动，即风机的喘息振动，同时还会伴随着很大的噪声。

2.风机振动的控制措施

2.1 机械振动的控制

首先，要对转子的质量进行检查，结合引起转子振动的各种原因进行逐步排查，确保检修无误。同时，为保证转子质量平衡，还必须对风机分别进行静、动态平衡试验。对于基础不良或地脚螺栓松动而导致风机振动的情况，可采取的解决的方法是对基础进行加固，同时紧固地脚螺钉。另外，在风机在运行中，还应控制它的工作转速高于其在使用状态下的第一临界转速，避免发生共振。

2.2 流体振动的控制

为确保确保风机的稳定工作，防止其喘息振动，通常可以采取如下几个方面的措施加以控制：

2.2.1 装设溢流管或放气阀

在大容量的管道系统中，若输送流量小于或接近喘振的临界流量时，可以打开放气阀，放掉部分气体，使风机流量减小，保持其工作在稳定区域内，以避免出现喘振。

2.2.2 采用再循环管

当系统需要的流量减小时，打开调节阀，通过再循环管，将部分流体引回进口管内，使风机的流量不变或少变，保证在稳定区域内工作。

2.2.3 选用恰当的调节方法，规定正确的调节范围

优先选用调节后能扩大稳定区域的方法，规定调节范围，以防止工作点进入不稳定区。

结束语：

由于引起风机振动的原因有很多，有可能的单一原因，也有可能是多种原因共同导致的振动，因此，就需结合实际工作情况采取不同的处理方法。只有在实际工作中不断地总结经验，分析原因，并积累完善可靠的运行和故障数据，掌握设备的状态，摸清设备劣化的规律，才能在出现问题有的放矢地采取相应措施解决，保证风机工作在良好工况内。