離心風機的振動原因分析及改進措施

摘要：用于石化企業的離心風機運行過程中出現的主要故障是振動幅度過大，易造成其零部件的損壞和停機等故障的發生，影響了設備的安全生產。文中分析了離心風機產生振動的原因，并提出相應的改進措施，實現了設備長周期的安全運轉。

關鍵詞：離心風機；振動超標；分析；改造

石化企業的離心風機主要用于提高氣體壓力和輸送氣體，在離心風機的各種故障中，由于振動引發的故障常見。離心風機運行過程中的振動具有隨機性，振動參數通常在平均值上下進行波動。

1 離心風機的振動原因

1.1 轉子不平衡

離心風機中重要的部件是風機轉子，在生產環節，往往會出現熱處理變形、材質不均勻、形狀加工與裝配誤差等情況，所以會在不同程度出現偏心質量。在經過一段時間運行后，通常轉子的振幅都會從小變大，而出現轉子不平衡，導致振幅發生變化的原因主要有3個。

(1)轉子葉輪的鉚釘由于葉片出現疲勞或腐蝕而脫落。

(2)轉子葉輪流道掛渣、受堵而加大了動不平衡力矩，從而加大了風機振動，導致機組運行受到破壞。

(3)局部出現穿孔、不均勻腐蝕等。

因為轉子不平衡而加劇了振動的特征表現為：振動轉速和頻率相同；在負荷與轉速不斷增加情況下振幅也會隨之加劇；通過臨界轉速過程中振動會快速增大”。

1.2 喘振

喘振是離心風機運行過程的自身特征，通常出現喘振現象的原因有2個方面：(1)在特定條件下離心風機氣流會產生“旋轉脫離”是導致喘振出現內在原因；(2)聯合離心鼓風機作業的管網系統特征則是導致其出現喘振的外在原因。

1.3 電機銅條斷裂

通常情況下在葉輪平衡時，風機整體上的振動均改善較為顯著，不過有部分時候還會出現振動不穩定的情況，例如難以準確再測振動數據，相司工況在不同時間測量其仍存在較大差別，振動波動大，將風門開度進行改變過程中振動出現突然變化等。尤其是在電機側該類振動現象非常明顯。因為振動屬于向量，因此在相位以及幅值上能夠明顯反映出該類不穩定情況，如若振動出現較大變量，是難以讓振動達到較好水平。而如若電機銅條存在裂紋，還沒有出現全部斷開，在轉動電機時裂紋部位接觸時好時壞，而如若此時通過較大電流，則振動便出現不穩定情況。

2 離心風機振動的改進措施

離心風機出現振動會造成離心風機中鼓風機轉子、定子以及軸承因振動所產生的交變動應力而出現損壞，嚴重時還會出現轉子和定子二者相互碰撞引發其他故障或事故產生。可以采取相應的改進措施。    

2.1 轉子不平衡的消除方法

離心風機轉子不平衡是導致離心風機振動的主要原因，針對振動原因采取了3項措施。

(1)應用動平衡試驗機，通過多次試驗不同重量的方法測定離心風機在這種情況下振動幅度的情況，然后在范圍中逐步開展增加重或是減輕重量來觀察何種方法能夠將離心機偏心直徑控制在合理標準之內，從而在促使風機轉子平衡精度達到要求的前提下減輕其振動。

(2)離心風機工作中如果出現所輸送煙氣含有大量粉塵或者是風殼里面溫度高于煙氣這2種情況時，會導致其風機因葉輪出現磨損、腐蝕而產生不平衡情況。針對這種因磨損或腐蝕所引發的離心風機轉子不平衡情況，其改造措施是定期檢查看葉輪是否出現磨損或腐蝕，如情況嚴重則應立即更換；同時借助于動平衡試驗機對離心風機葉輪進行平衡重新校準。

(3)風機風殼中溫度超過了煙氣的話還會造成煙氣出現硫霧凝結情況，會導致轉子葉輪因硫霧和灰粘在上面出現振動情況加劇。消除改造措施是增加風殼中高溫高壓蒸汽吹風管道，這樣能夠將進入風機中的積塵及時清理掉；同時定期檢查離心風機風殼密封情況，一旦出現破損要及時更改。另外如果離心風險是處于室外環境，必須在風殼安裝保溫裝置。

2.2 喘振的改造措施

離心風機喘振現象出現與機組運行調節及管網狀態變化相關，和機械部分無關。所以要改造其喘振現象則應當要將工作放在系統操作上。一般情況下，離心風機喘振現象往往是在開機、倒機以及管網阻力波動時出現。其中在開機過程中，由于工作人員沒有正確操作，未能及時快速的開啟出口閥門，導致機組在小流量狀態下運行而出現喘振現象。所以遇到該種情況需要立即予以糾正，將出口閥快速打開，增大流量，讓機組能夠在一個正常工況曲線中運行便能將其喘振現象消除。而在倒機過程中出現喘振，通常表現為雙機并聯管網，在這個時候一機運行正常，一機準備停止，而備機準備打開情況下沒有能夠正確協調操作，極易導致運行和停止運行的兩機由于爭風而在小流量情況下出現喘振。此時可以快速關閉欲停機，并快速啟動備機讓其運行正常，如若無法帶上符合，便快速將運行機負荷減小，等起帶上負荷后再聯合兩機進行調整直至其運行正常，便能夠消除喘振    

2.3 風機電機銅條振動消除

針對離心風機電機銅條斷裂所引起的振動維修人員在離心風機日常巡檢中要注意查看聯軸器螺栓有沒有出現損壞，如果其完好那么就不是它引起的電機銅條斷裂振動。在該種情況下應轉移到電機上，比如檢查其磁力線切割轉子銅條、感應電動勢產生等情況是否完好，但如果發現電機中出現諸如感應電動勢沒有產生時，要根據相關要求進行替換，從而消除振動情況。