大型軸流風機各類振動原因分析及處理措施-5頁

1、大型 軸 流 風 機各 類振 動 原因分析及 處 理措施軸流風機以其流量大、 啟動力矩小、 對風道系統(tǒng)變化適應性強的優(yōu)勢逐步取代離心風機成為主流。軸流風機有動葉和靜葉 2 種調(diào)節(jié)方式。動葉可調(diào)軸流風機通過改變做功葉片的角度來改變工況，沒有截流損失，效率高，還可以避免在小流量工況下出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，但其結構復雜，對調(diào)節(jié)裝置穩(wěn)定性及可靠性要求較高，對制造精度要求也較高，易出現(xiàn)故障，所以一般只用于送風機及一次風機。 靜葉可調(diào)軸流風機通過改變流通

2、面積和入口氣流導向的方式來改變工況，有截流損失，但其結構簡單，調(diào)節(jié)機構故障率很低，所以一般用于工作環(huán)境惡劣的引風機。隨著軸流風機的廣泛應用，與其結構特點相對應的振動問題也逐步暴露，這些問題在離心式風機上則不存在或不常見。本文通過總結各種軸流風機異常振動故障案例，對其中一些有特點的振動及其產(chǎn)生的原因進行匯總分析。一、動葉調(diào)節(jié)結構導致振動動葉可調(diào)軸流風機通過在線調(diào)節(jié)動葉開度來改變風機運行工況，這主要依賴輪轂里的液壓調(diào)節(jié)控制機構來實現(xiàn)， 各個

3、葉片角度的調(diào)節(jié)涉及到一系列的調(diào)節(jié)部件，因而對各部件的安裝、配合及部件本身的變形、磨損要求較高，液壓動葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)結構如圖 1 所示。動葉調(diào)節(jié)結構對振動的影響主要分單級葉輪的部分葉片開度不同步、兩級葉輪的葉片開度不同步及調(diào)節(jié)部件本身偏心 3個方面。（一）單級葉輪部分葉片開度不同步單級葉輪部分葉片開度不同步主要是由于滑塊磨損、 調(diào)節(jié)桿與曲柄配合松動、葉柄導向軸承及推力軸承轉(zhuǎn)動不暢引起的。這些部件均為液壓缸到動葉片之間的傳動配合部件，會導致部分

4、風機葉片開度不到位，而風機葉片重量及安裝半徑均較大，部分風機葉片開度不一致會產(chǎn)生質(zhì)量嚴重不平衡，導致風機在高轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)明顯振動。單級葉輪部分葉片開度不同步引起的振動主要特點如下：1)振動頻譜和普通質(zhì)量均不平衡，振動故障頻譜中主要為工頻成分，同時部分葉片不同步會產(chǎn)生一定的氣流脈動， 使振動頻譜中出現(xiàn)葉片通過頻率及其諧波，部分部件的磨損及松動則會產(chǎn)生一定的非線性沖擊， 使振動頻譜中出現(xiàn)工頻高1)靜葉可調(diào)軸流風機葉片開度的冗余度較大，低負荷下

5、靜葉開度的變化容易導致風機工作點落入不穩(wěn)定運行區(qū)域，產(chǎn)生流體脈動甚至喘振，引起強烈振動。2)因焊接剛度、局部應力、腐蝕或異物進入，導致風機動葉片及導葉嚴重磨損甚至局部脫落，引起流體脈動。3)因風機進口流道擋板異常、 異物堵塞等原因， 導致系統(tǒng)阻力增加， 流量不足，引起流體脈動、失速甚至喘振?，F(xiàn)場實際測試數(shù)據(jù)顯示，上述幾種流體脈動引起的風機振動現(xiàn)象及特征相似，主要包括以下幾點。1)氣流脈動多引起風機機殼、進出口管道及機殼基礎振動，對軸承及

6、轉(zhuǎn)子機械振動的影響較小，起振頻率主要為與轉(zhuǎn)子主頻無關的低頻成分。2)當動葉或靜葉磨損、 破裂產(chǎn)生氣流脈動時， 其氣流脈動會與機械振動相耦合，此時氣流脈動故障頻率中會出現(xiàn)較大的葉片通過頻率及其諧波， 且軸承及轉(zhuǎn)子也會出現(xiàn)故障頻率。3)氣流脈動除引起風機振動變化外，還會引起風機電流、流量不穩(wěn)，甚至大幅波動，導致并聯(lián)運行的 2 臺風機在同等風量下電流差異較大，現(xiàn)場有明顯氣流噪音。三、支撐動剛度弱及局部共振導致振動大容量軸流風機相比于離心風機，

7、其自重、外形尺寸均較大，支撐連接構件也較多， 因設計剛度薄弱、 連接松動、 局部共振所帶來的振動問題也更多、更加難以判別。（一）設計支撐動剛度較弱大容量軸流風機重量、外形尺寸增加較多，而支撐材料往往比較薄弱。風機多采用 3 水泥座支撐方式，即進氣箱支腿、下機殼支腿、擴散筒支腿分別支撐在 3 個水泥座上， 每個水泥基座高度較高， 橫截面積不足， 橫向剛度較差，易引起較大的風機橫向振動，尤其在風機負荷較高時，風機轉(zhuǎn)子傳遞到基座上的作用力增大